物体的受力分析1

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1、第一篇静力学主要研究对象:刚体主要研究内容:力系简化规则;力系平衡条件静力学研究刚体及其系统受力作用时的平衡规律。平衡是指物体相对于惯性坐标系保持静止或作匀速直线运动。第一节力的概念及其性质第二节力矩的计算第三节力偶的计算第四节约束与约束力第五节物体的受力分析本章重点：力矩、力偶的计算常见约束的类型及其约束力的画法。物体的受力分析,正确地画受力图。第一章静力学基础第一节力的概念及其性质力是物体间的一种相互作用，这种作用使物体的机械运动状态或形状发生改变。力是矢量力的三要素：理论力学中考虑力的运动效应，材料力学中考虑力的变形效应。物

2、体：大小、方向、作用点刚体：大小、方向、作用线目录作用在同一物体上的一群力，力系按各力线的分布形式来划分。一、力系力系的等效：运动效应相同的两力系等效。力系的简化：用一个简单的力系等效地替换一个复杂的力系。平衡的力系：运动效应为零的力系，称为平衡力系。平衡力系的合力为零。目录表示方法：载荷集度q(N/m、、)qo常见分布力系：分布在长度上的分布力系。小箭头连线的作用：表示分布力处处存在；表示分布力的变化规律。a)均匀分布b)线性分布c)一般分布水压力二、集中力和分布力集中力：一种抽象，用三要素描述。分布力：分布在长度、面积、体积上

3、的力。目录三、力的性质二力构件：在两个力作用下保持平衡的构件。1.二力平衡公理作用于刚体上的两力，使刚体保持平衡的充要条件是：该两力的大小相等、方向相反且作用于同一直线上。ABFAFB目录例：确定结构图中的二力构件。目录2.力的平行四边形法则作用于物体某一点的两个力的合力，亦作用于同一点上，其大小及方向可由这两个力所构成的平行四边形的对角线来表示。矢量式：力的正交分解FRF2F1F1FRFRF2力三角形法则目录3.加减平衡力系公理在作用于刚体的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效应。推论1力的可传性原理作用

4、于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到该刚体内的任一点，不改变该力对刚体的作用。作用在刚体上的力是滑动矢量。力的可传性目录推论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，且第三个力的作用线通过汇交点。三力平衡目录4.作用力与反作用力公理两物体间相互作用的力总是同时存在，且大小相等、方向相反、沿同一直线，分别作用在两个物体上。问：作用力F，反作用力F’和一对平衡力的区别？例：已知物块重W，AB绳自重不计。试分析平衡力、作用与反作用力。目录四、力在轴上的投影与力的分解1.力

5、在直角坐标轴上的投影投影值：平面上一力，其投影：过力的起点和终点向投影轴作垂线，得力在轴上的投影。目录力在轴上的投影为代数量2.力沿平面直角坐标轴分解目录在直角坐标中，“垂线”、“平行线”统一，分力的大小等于力在轴上的投影，因此，力的解析表达式可写为：过力的起点、终点作给定方向的平行线，分力由力的平行四边形法则确定。已知力F在平面直角坐标轴上的投影Fx和Fy，可确定该力的大小和力与x轴所夹锐角：tanα=目录3.空间力的分解与投影（1）直接投影法（2）二次投影法注意：力在平面上的投影Fxy为矢量。目录（3）空间力的分解已知力在直角

6、坐标轴上的投影，可以确定该力的大小和方向。目录第二节力对点之矩一、力对点之矩1、力矩的定义力使物体绕某点转动的效应的度量。2、力矩的计算点O：矩心，h：力臂，OAB：力矩平面。大小：MO(F)；力矩的常用单位N·m或kN·m。3、平面问题中力矩的表达：力矩MO(F)=±Fh目录转向：在力矩平面内逆时针转为正，顺时针转为负。二、平面汇交力系的合力矩定理平面汇交力系的合力对平面内任一点之矩等于各分力对该点之矩的代数和。4、力矩为零情况当力的作用线通过矩心时，力臂h=0，则MO(F)=0。目录例1-1如图所示，曲杆上作用一力F，已知AB

7、＝a，CB＝b，试分别计算力F对点A和B的矩。解：用合力矩定理，将力F分解为Fx和Fy，则力F对A点的矩为力F对B点的矩为：目录二、力对轴之矩1、力对轴之矩的定义力使物体绕某轴转动的效应的度量。2、力对轴之矩的计算Mz(F)＝Fxyh3、力对轴之矩的表示Mz(F)＝±Fxyh正负号可按右手法则决定。目录4、Mz(F)为零情况力的作用线与轴平行（Fxy=0）或相交（h=0）时，力对该轴的矩为零。即，当力的作用线与轴线共面时，力对该轴之矩为零。5、力对轴之矩合力矩定理定理：合力FR对某轴之矩，等于各分力对同一轴之矩的代数和。即：目录例

8、1-2正六面体的顶点A处作用一力F，试求力对x、y、z轴之矩。解：由图可见，力F过z轴，对z轴之矩为零。以下计算Mx(F)、My(F)。将力F正交分解为Fx、Fy、Fz，各分力的大小为：，Fy=Fx根据合力矩定理，可求得：Mx(F)=-Fy×a，M