工程力学01-静力学的基本概念受力图

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1、第一篇第一篇 静力学静力学任课教师：王宏伟任课教师：王宏伟力学与建筑工程学院力学与建筑工程学院静力学主要研究内容：主要研究内容：p 物体的受力分析物体的受力分析p 力系的简化力系的简化p 力系力系的的平衡条件平衡条件静力学：静力学：研究在研究在力系力系作用下作用下物体物体平衡平衡规律的科学。规律的科学。静力学的基本概念 受力图1 11-1 力的概念力的概念1-2 刚体的概念刚体的概念1-3 静力学公理静力学公理1-4 约束和约束反力约束和约束反力1-5 物体的受力分析物体的受力分析 受力图受力图本章要点重点掌握如何正确选取受力物体并进行重点掌握如何正确选取受力物体并进行受力分析受力分析，准确绘

2、出物体准确绘出物体受力图受力图。1-1 力的概念力的概念p 基本概念：刚体、平衡、力、力系基本概念：刚体、平衡、力、力系一、力一、力A：力是维持物体：力是维持物体运动运动状态状态的的原因原因B：力是改变物体运动状态的原因：力是改变物体运动状态的原因牛顿第一定律：物体不受外力作用时的运动状态，或者是静止不动,或者是做匀速直线运动。一、力一、力1定义定义:物体物体间的间的相互相互机械机械作用，这种作用，这种作用使物体的机械作用使物体的机械运动状态运动状态发生发生变化变化，或者使物体发生或者使物体发生变形。变形。2. 力的效应力的效应：3. 力的三要素力的三要素：运动效应运动效应(外效应外效应) 大

3、小大小、方向、作用点方向、作用点(作用线作用线)变形效应变形效应(内效应内效应)使物体运动速度的大小和方向发生改变使物体运动速度的大小和方向发生改变使物体的形状发生使物体的形状发生改变改变力是矢量！力是矢量！1-1 力的概念力的概念力的矢量力的矢量 F单位：单位：N kN1-2 刚体的刚体的概念概念二二、刚体、刚体在力的作用下，大小和形状都不变的在力的作用下，大小和形状都不变的物体，物体，即刚体内部任意两点间的距离保持不变。即刚体内部任意两点间的距离保持不变。本课程本课程主要研究力的运动效应主要研究力的运动效应（外效应）。（外效应）。理论力学研究的物体都是刚体理论力学研究的物体都是刚体静力学静

4、力学刚体静力学刚体静力学1-3 静力学公理静力学公理p 基本基本公理公理公理公理1 1 二力平衡公理二力平衡公理作用作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的充要条于刚体上的两个力，使刚体平衡的充要条件件是是等值等值、反向、共线、反向、共线。二力构件：只在二力构件：只在两个力两个力作用下平衡作用下平衡的刚体叫二的刚体叫二力力构件构件, ,简称简称二力杆二力杆p 基本基本公理公理加上加上或减去一个平衡力系，不改变原力系对刚体的作用。或减去一个平衡力系，不改变原力系对刚体的作用。公理公理2 2 加减平衡力系原理加减平衡力系原理推论推论1 1：力的可传性力的可传性1-3 静力学公理静力学公理 作用于刚体上的

5、力，可以作用于刚体上的力，可以沿其作用线沿其作用线移至刚体内任意移至刚体内任意一点，而不改变它对刚体的作用效应。一点，而不改变它对刚体的作用效应。p 基本基本公理公理推论推论2 2：三力平衡汇交定理：三力平衡汇交定理 刚体刚体受三力作用而受三力作用而平衡平衡，若其中两力汇交于一点，若其中两力汇交于一点，则另一力必则另一力必通过通过此此汇汇交点，且三力共面。交点，且三力共面。1212331-3 静力学公理静力学公理1-3 静力学公理静力学公理p 基本基本公理公理公理公理3 3 力的平行四边形法则力的平行四边形法则作用于物体上同一点的两个力，可以合成一个合作用于物体上同一点的两个力，可以合成一个合

6、力。合力的作用点仍在该点，力。合力的作用点仍在该点，合力的大小和方向是合力的大小和方向是以这两个力为边所作的以这两个力为边所作的平行四边形的对角线平行四边形的对角线来表示。来表示。F1F2FRFROF1F2FR=F1+ F2A公理公理4 4 作用作用与反作用定律与反作用定律作用力作用力和反作用力总是同时存在，两力的小相和反作用力总是同时存在，两力的小相等、方向相反，沿着同一直线，等、方向相反，沿着同一直线，分别作用在两个分别作用在两个相互作用的物体上相互作用的物体上。公理公理5 5 刚化原理刚化原理变形体变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，

7、其平衡状态保持不变。形体刚化为刚体，其平衡状态保持不变。1-3 静力学公理静力学公理p 基本基本公理公理p 概念概念1-4 约束和约束力约束和约束力约束：约束： 限制非自由体某些位移的限制非自由体某些位移的周围周围物体物体 约束对被约束物体的作用约束对被约束物体的作用约束约束力力： 大小未知；大小未知； 方向方向与与运动趋势运动趋势相反相反； 作用在接触点。作用在接触点。主动力：主动力：约束力以外的力的统称约束力以外的力的统称(重力、推力重力、推力) p常见约束的类型及约束力的确定常见约束的类型及约束力的确定1-4 约束和约束力约束和约束力1、柔柔索类约束索类约束2、光滑支承面、光滑支承面3、