静力学的基本概念和受力分析

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1、理论力学(中少学时)电子教程西南交通大学沈火明编理论力学电子教程欢迎使用配套教材：沈火明高淑英,主编.理论力学.北京:中国铁道出版社,2007参考教材及辅导书[1]沈火明,高淑英,主编.理论力学(第二版).北京:中国铁道出版社，2007[2]沈火明.理论力学学习指导与能力训练.成都：西南交通大学出版社，2007[3]郝桐生，理论力学.北京：高等教育出版社，2003[4]哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学1.北京:高等教育出版社,2004[5]洪嘉振.理论力学.北京:高等教育出版社,2002[6]范钦栅等.理论力学.北京:清华大学

2、出版社,2004[7]沈火明，张明，古滨.理论力学基本训练（第二版）.北京：国防工业出版社，2007力学在工程中的应用（一）力学在工程中的应用（二）“勇气号”火星探测器着陆装置力学在工程中的应用（三）力学在工程中的应用（四）力学在工程中的应用（五）道路转弯中的力学问题力学在工程中的应用（六）理论力学静力学运动学动力学理论力学：研究物体机械运动一般规律的科学。本课程的内容包括以下几部分：理论力学研究的主要问题静力学：研究物体在力系作用下的平衡问题，其中包括力的基本性质和物体的受力分析。运动学：研究物体运动的描述，而不涉及引起物体运动的

3、原因。动力学：研究物体的运动变化（加速度、动量变化等）和作用力之间的变化。静力学第一部分主要研究以下三个问题：1.受力分析——分析作用在物体上的各种力，弄清研究对象的受力情况。2.平衡条件——建立物体处于平衡状态时,作用在物体上的力系应满足的条件。3.利用平衡条件求解未知力，以解决工程中的相关问题。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第一章静力学的基本概念和物体的受力分析第三节约束和约束反力第二节静力学的公理体系第一节静力学的基本概念第四节物体的受力分析和受力图第一节静力学中的基本概念1.刚体的概念任何物体

4、在力的作用下，任意两点之间均将产生相对运动，使其初始位置发生改变，称之为位移。从而导致物体发生变形。忽略物体的变形时，将其抽象为刚体。刚体是一个理想化的模型。力的作用效应(effectsofactionoftheforce):内效应(internaleffect):物体的变形。外效应(externaleffect):物体的运动状态的改变注意：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，只可能有外效应。“勇气号”火星探测器着陆装置在理论力学的静力学中，所研究的物体只限于刚体，故又称刚体静力学。2.力

5、的概念力对物体作用的效应，决定于力的大小、方向（包括方位和指向）和作用点，这三个要素称为力的三要素。（2）力的三要素力是物体间的相互作用，这种作用使物体的运动状态发生变化。（1）力ABA（3）等效力系作用在物体上的若干个力总称为力系，以（）来表示。等效力系：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作用的外效应，用（）～()来表示。如下图所示。等效力系(equivalentforcesystem):对同一刚体产生相同作用效应的力系力系(forcesystem):作用在物体上的一组力合力(resultantforc

6、e):与某力系等效的力要使物体处于平衡状态，作用于物体上的力系必须满足一定的条件，这些条件称为力系的平衡条件；3.平衡条件与平衡力系物体平衡是指物体相对于地面保持静止或作匀速直线运动的状态。作用于物体上正好使之保持平衡的力系则称为平衡力系。平衡力系(forcesysteminequilibrium):对刚体不产生任何作用效应的力系4.集中载荷和分布载荷F（a）集中载荷（集中力）（b）分布载荷作用于刚体上的两个力，使刚体处于平衡状态的必要与充分条件是：这两个力等值，反向，共线。只受两个力作用而处于平衡的物体。公理1二力平衡公理二力构件

7、（二力体）第二节静力学的公理体系FF在作用于刚体上的已知力系中，加上或减去任一平衡力系，并不改变原力系对刚体的效应。公理2加减平衡力系公理公理3力的平行四边形法则作用于物体上同一点的两个力，其合力也作用在该点上，合力的大小和方向则由以这两个力为边所构成的平行四边形的对角线来表示，而该两个力称为合力的分力。两物体间相互作用的力，总是大小相等，方向相反，且沿同一直线。分别作用在两个物体上。公理4作用与反作用定律公理5刚化公理变形体在某一力系作用下处于平衡,如将此变形体置换为刚体,则平衡状态保持不变FF柔性绳FF刚性体作用于刚体上的力，可

8、沿其作用线任意移动而不改变它对刚体的作用效应。推理1：力的可传性ABABFF推理2：三力平衡汇交定理若刚体受三个力作用而平衡，且其中两个力的作用线相交于一点，则三力必共面且三个力的作用线必汇交于一点。F1F1F2F2F3F12OACB