第1章 静力学基本概念与基本原理ppt课件.ppt

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1、静力学中三个重要问题:物体的受力分析：分析物体（包括物体系）受哪些力，每个力的作用位置和方向，并画出物体的受力图；力系的等效简化：用一个简单力系等效代替一个复杂力系；力系的平衡条件与平衡方程：建立各种力系的平衡条件，并应用这些条件解决静力学实际问题。第一篇刚体静力学刚体静力学：研究刚体在力作用下的平衡规律的科学。刚体：在任何外力作用下，物体内任意两点之间的距离都保持不变的物体。或者说在力作用下不变形的物体。平衡：物体相对于地面保持静止或作匀速直线运动的状态。第1章基本概念及基本原理主要内容：§1-1力学模型§1-

2、2力的概念§1-3静力学基本原理§1-4力的分解与力的投影§1-5力矩的概念§1-6力偶的概念§1-7约束与约束力§1-8受力分析与受力图§1-1力学模型质点：当物体的大小和形状对所讨论的问题无关紧要，可以忽略不计，而只需要计其质量时，就可将该物体视为只有质量而不计大小的点称其为质点。刚体：在力作用下不变形的物体。刚体是静力学中的理想化力学模型。质点系：相互间有一定联系的有限或无限多质点的总称。刚体可视为由无限多的质点组成的不变形的质点系。一、基本概念：注意：上述几种力学模型只要不考虑变形，并不特指某些

3、具体的物体（材质）。§1-2力的概念力：物体间相互的机械作用，对物体有运动效应和变形效应。力的运动效应:力使物体运动状态发生变化的效应；力的变形效应:力使物体形状发生改变的效应。力的三要素：大小、方向、作用点力是矢量．1、力的大小：表示物体间相互机械作用的强弱程度。2、力的方向：表示力的作用线在空间的方位和指向。3、力的作用点：表示力的作用位置。力的单位：国际单位制：牛顿(N)千牛顿(kN)力可以用一个矢量表示。如图所示，矢量的模按一定的比例尺表示力的大小；矢量的方位和指向表示力的方向；矢量的起点(或终点)表示力的

4、作用点。力的矢量表示：ABF§1-2力的概念力的分类按分布情况:集中力:力的作用面积很小；分布力:物体间的作用力分布在一定的面积或体积上。§1-2力的概念集中力分布力§1-2力的概念1.力系的分类按力系中各力在空间的位置分为：平面力系——力系中各力的作用线都在同一个平面内；空间力系——力系中各力的作用线在空间分布的力系。平面力系汇交力系：各力的作用线均汇交于一点；平行力系：各力的作用线互相平行；任意力系：既不完全汇交一点，也不完全互相平行。空间力系汇交力系；平行力系；任意力系或一般力系。作用在物体上的一群力——力系

5、力系及其相关概念等效力系：对物体的作用效果相同的两个力系平衡力系：能使刚体维持平衡的力系合力：能和一个力系等效的一个力分力：一个力等效于一个力系，则力系中的各个力称为这个力（合力）的分力公理1二力平衡原理刚体上只受两个力作用而平衡的必要和充分条件是：这两个力的大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。（对于变形体是不充分的）§1-3静力学基本原理公理：无须证明而为人们所公认的结论。静力学二力构件：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力构件。受力特点：两个力必定沿着二力作用点的连线，且等值，反向。二力杆不是二力构件公理2加减

6、平衡力系原理推理1力的可传性作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为大小、方向和作用线．在任一力系中加上或减去一对平衡力系并不改变原力系对刚体的运动效应相同。（这个原理不适用于变形体）作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的运动效应。§1-3静力学基本原理==F1=－F2=FFABFABF2F1F1AB§1-3静力学基本原理公理2力的平行四边形法则作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定

7、。合力(合力的大小与方向)(矢量的和)亦可用力三角形求得合力矢(只表明力的大小和方向，不表示力的作用点或作用线)AF1F2FRAF1F2FRAF1F2FRAF1F2FR力三角形法推论(三力汇交定理)若作用于刚体上的三个力使刚体平衡，其中两个力的作用线汇交于一点，则第三个力作用线必汇交于同一点且位于同一平面内。证明：§1-3静力学基本原理F1FF2A=F1F2F3A3AA2A1F3公理4作用和反作用定律另：作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，等值、反向、共线，作用在相互作用的两个物体上．区别于二力平衡原理；§1-

8、3静力学基本原理两物体间的相互作用力，总是等值、反向、共线，并作用在的两个物体上．作用与反作用定律两物体间的相互作用，大小相等，作用线相同而指向相反，分别作用在两个物体上。此公理阐明了物体间相互作用的关系，表明作用力与反作用力成对出现，并分别作用在不同的物体上。FRFR'齿轮啮合力公理5刚化原理柔性体（受拉力平衡）刚化为刚体（仍平衡）刚体的平衡条件对变形体而