基础力学课件教程文件.ppt

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1、静力学1、研究对象--------静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学。2、研究内容------（1）力系的简化；（2）力系的平衡。(1)内容提要1.静力学中的基本概念2.静力学公理3.约束和约束力2、力的三要素：大小、方向、作用点力的图示FP普通字母——力的大小（F）黑体字母——力矢。（F）可用矢量表示力。※遵循矢量的运算法则※采用有向线段表示※用黑体字母表示矢量力的单位：N，kN3、等效力系等效力系：如果作用于物体上的一个力系可用另一个力系代替，而不改变原力系对物体的外效应，则这两个力系称

2、为等效力系。=F1FmF2P1P2Pn力系（F1，F2，Fm）与力系（P1，P2，Pn）等效力系：作用在物体上的若干个力的总称。合力：如果一个力FR与一个力系（F1，F2，…，Fn）等效，则力FR称为力系的合力，而力系中的各力称为合力FR的分力。二、刚体的概念刚体是指在运动中和受力作用后，形状和大小都不发生改变，即受力后任意两点之间距离不变的物体。对刚体而言力只产生运动效应。1）理想化的力学模型。2）不应把刚体的概念绝对化。刚体F´FF´F变形体F´FF´F研究塔机不致倾倒，确定所需配重刚体变形体对

3、于塔机和组成塔机的每一根杆件三、平衡的概念平衡是指物体在力作用下相对于惯性参考系处于静止或作匀速直线运动的状态。平衡力系：作用在物体上正好使之保持平衡的力系。若（F1，F2，Fn）使物体平衡，则称为平衡力系。F2F1Fn平衡条件！作用在同一刚体二个力，使刚体平衡的充分、必要条件：此二力等值、反向、共线。一、二力平衡公理1-2.静力学公理F1F2BA变形体？二力构件（二力体）：只受二力作用而平衡的构件或杆件。受力特点：所受两力必沿两力作用点连线。FBABFACDF1F2在作用于刚体上的任一力系中，加上

4、或减去一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。二.加、减平衡力系公理作用在刚体上的力可沿其作用线移动，而不改变该力对刚体的作用效应。力在刚体上的的可传性AFBF1=-F2=F适于同一个刚体AFBF1F2=ABF1=力对刚体的作用决定于：力的大小、方向和作用线（力是滑动矢量）。注意：1、力的可传性只适用于刚体，而不适用于变形体。2、力的可传性只能沿力的作用线移到刚体内的任意点，而不能移到别的刚体上。?三、力的平行四边形法则FRF1F2ABDF1ABF2CCFRFR=F1+F2作用于物体上同一点的

5、两个力可以合成为作用于该点的一个合力，它的大小和方向，由这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。F1F2ABDCFRFRF1CF2AD逆过程也成立。一般正交分解。FRF1F2=F3C刚体受不平行的三力作用而平衡时，此三力作用线必共面且汇交于一点。三力平衡汇交定理（P27）证：F1，F2，F3是不平行的三个相互平衡的力F2F1F3oABC力的可传性oF1F2将力F1，F2移到其汇交点oFR12平形四边形法则力F3应与FR12平衡两力平衡定理F3与FR12共线得合力FR12两物体间相互作用的力，

6、总是等值、反向、共线，并分别作用在这两个物体上。四.作用与反作用定律GFNFN1G（FN，FN1）是作用力与反作用力。（G，FN1）是一对平衡力。五.刚化原理变形体在已知力系作用下处于平衡，如果设想将此变形体刚化为刚体，则其平衡状态不变。思考题：1.区分异同力与力等效大小相同方向相同大小相同大小相同方向相同作用线相同思考题：2.只适用于刚体的公理或定理有哪些？3.二力构件的定义？与形状有关吗？二力平衡公理、加减平衡力系公理力的可传性、三力平衡汇交定理1-3约束和约束力1.自由体与非自由体非自由体：因

7、受到周围物体的限制，不能沿某些方向运动的物体。（如灯绳、合页轴、列车）自由体：能在空间中自由运动的物体。（飞机、鸟）一、关于约束的概念（1）约束：阻碍物体运动的限制物。（2）约束力：约束作用于被约束物体上力。方向：与所限制物体运动趋势的方向相反。作用点：约束与被约束物体的接触处。约束力大小：未知待求。2.约束和约束力主动力：主动引起物体运动或使物体有运动趋势的力。1、柔体约束（柔绳、皮带、链条等）二、工程中常见的几种约束类型及其约束力缆索特征：只限制沿柔索中心线伸长方向的运动。约束力沿柔索的中心线，

8、背离被约束的物体。（拉力）GFAFBFCFDFEGABCDE2、光滑面约束FFF约束力通过接触点，方向沿接触面的公法线并指向被约束体。BCAG公法线FNFAFBFC（压力）光滑面约束特点：光滑接触面约束实例齿轮啮合力FRFR´滑槽与销钉滑槽与销钉FR3．光滑圆柱铰链约束用销钉连接两个钻有相同大小孔径的构件构成铰链约束。当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小与方向均有改变．约束力作用在与销钉轴线垂直的平面内，并通过销钉中心。方向待定。通常用两个相互垂直的分力表示。