物体的受力分析

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1、理论力学山东科技大学理论与应用力学系2011年9月【自我介绍】姓名：滕桂荣办公室：S1-11286057933联系电话：13655422799邮箱：tgrzxl@163.com理论力学是:研究物体机械运动一般规律的科学。什么是理论力学其目的是：1.为解决工程问题打基础；2.为学习一系列后续课程打基础；3.培养正确的分析问题和解决问题的能力。理论力学的内容：1.静力学——主要研究力学的简化和力学的平衡2.运动学——从几何角度来研究物体的运动3.动力学——研究受力物体的运动与作用力之间的关系第一篇静力学★物体的受力分析★力系的等效替换（

2、或简化）★建立各种力系的平衡条件（1）力系：指作用在物体上的一组力。静力学引言1、基本概念（2）等效力系：对同一刚体产生相同作用效应的力系（3）合力(resultantforce):与某力系等效的力平衡：在惯性参考系中处于静止或匀速直线运动状态。要研究的问题：如何建立力学模型如何进行受力分析如何寻找平衡规律（4）平衡力系：一个物体在某个力系作用下处于平衡状态，则该力系为平衡力系。2、静力学的研究内容：（1）物体受力分析：物体受力有两类.即主动力和约束反力。（2）力系的简化：用简单力系代替复杂力系，总效果不变。（3）物体在力系作用下的

3、平衡条件和力系的平衡方程。刚体和力的概念§1-1静力学公理§1-2约束和约束反力结论与讨论§1-3物体的受力分析和受力图·力学模型和力学简图第一章静力学公理和物体的受力分析刚体和力的概念1.刚体的概念刚体是抽象化、理想化的力学模型理论力学研究的物体都是刚体。刚体力学在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变的物体。理想模型静力学刚体静力学2.力的概念（2）作用效应：①使物体的运动状态发生改变——运动效应或外效应，如位置、速度、加速度等（理论力学）；②使物体发生变形——变形效应或内效应（材料力学）。（1）作用方式：①直接接触作

4、用；②间接作用，如磁场、电场、重力场等。力是物体间的相互机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生变化。力的作用效应(effectsofactionoftheforce):内效应(internaleffect):物体的变形。外效应(externaleffect):物体的运动状态改变。注意：力作用于可变形的物体时，既有内效应，也会有外效应。力作用于刚体时，不会有内效应，只有外效应。“勇气号”火星探测器着陆装置A（3）力的三要素及其表示：力的大小力的方向力的作用点力的三要素（定位矢量或固定矢量）（4）力的单位用矢量表示力的作用线N（牛顿

5、）、kN（千牛）国际单位制（SI）：工程单位制：kgf(公斤力),tf(吨力）1kgf=9.8N，1tf=1000kgf=9800N公理1力的平行四边形法则F1F2FRFROF1F2FR=F1+F2（几何和或矢量和）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。§1-2静力学公理AFR大小？方向？力的三角形法则作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的充要条件是：这两个力的大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。F1F2公理2二力平衡条件AB注意：公理

6、2对于刚体的平衡是充要条件；而对变形体仅为平衡的必要条件。F1=F2思考：运用二力平衡公理画出杆AB的受力图？CBDAAB受力?（不计自重）公理3加减平衡力系原理在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。推理1力的可传性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作用。AFABFF1F2BAF作用于刚体上的力——滑动矢量BECAFDF？柔性环？思考：力F可以这样移动么？推理2三力平衡汇交定理作用于刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则此三力必在同一平面内

7、，且第三个力的作用线通过汇交点。CBOAF3F1F2F1F2F12公理4作用与反作用定律作用力和反作用力总是同时存在，两力的大小相等、方向相反，沿着同一直线，分别作用在两个相互作用的物体上。公理5刚化原理变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，其平衡状态保持不变。注意：在画图时要注意此公理的应用；与二力平衡条件相区别。柔性体(受拉平衡)刚体(受压平衡)柔性体(受压不平衡)刚化为刚体(仍平衡)自由体(freebody)：可以在空间任意运动的物体非自由体(constrainedbody)：运动受到某些限制的物体一、基本概

8、念§1-2约束和约束反力2、约束——对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体。(限制非自由体运动的条件)3、约束力（约束反力）—约束对被约束物体（非自由体）施加的力。约束反力特点：①大小常常是未知的；②方向总是与该约束所能阻碍的位移方