《静力学基础》ppt课件

《《静力学基础》ppt课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一部分静力学静力学研究物体作机械运动的特殊情况——物体处于静止状态时力的平衡规律。包括：受力分析、力系的简化、平衡的条件等等。物体的静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。静力学主要内容静力学基本概念力系的等效简化约束与约束反力力系的平衡摩擦与摩擦力第一章静力学基础学习要求1、正确掌握力的基本概念以及关于力性质的基本原理；2、正确掌握力平衡的基本概念，掌握二力平衡与三力平衡的条件，能够正确判断二力杆或二力构件；3、正确分析各种常见的约束，并能根据约束的性质确定约束力；4、初步掌握受力分析的基本方法，学会取隔离体、

2、画受力图。1-1关于力与力系力是物体间的相互作用，其效果是使物体的运动状态发生改变或物体发生变形.静力学只研究刚体，因此，只讨论物体在力的作用下整体的平衡问题。力的单位，采用国际单位时为：或牛顿（N）力对物体的作用效果取决于力的大小、方向与作用点我们称之为力的三要素。1-1-1力的基本概念(1)力的三要素（2）力系物体受到若干力的作用，统称力系。平面力系：各力作用线均在同一平面内。根据各力作用线的关系，可分为平面任意力系、平面平行力系和平面汇交力系。空间力系：力的作用线分布于三维空间空间任意力系空间平行力系空间汇交力系公理一二力平

3、衡公理作用于刚体上的两个力，如果大小相等、方向相反、且沿同一作用线，则它们的合力为零，此时，刚体处于静止或作匀速直线运动。1-1-2静力学公理只有两个力作用下处于平衡的物体二力构件不是二力构件力可以在刚体上沿其作用线移至任意一点而不改变它对刚体的作用效应公理二加减平衡力系公理在作用于刚体的任意力系上，加上或减去任一平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。推论：力的可传性力的三要素可以叙述为：大小、方向、作用线。同一个点作用两个力的效应可用它们的合力来等效。该合力作用于同一点，方向和大小由平行四边形的对角线确定。公理三力的平行四边

4、形法则两个物体间相互作用的力，总是大小相等、方向相反，同时分别作用在两个物体上。公理四作用与反作用定理推论：三力平衡汇交定理刚体受到不平行的三个力作用而平衡时，这三个力的作用线一定交于同一点且位于同一平面内。各个力按照顺序首尾相接，第一个力的起点到最后一个力的终点，即为合力。对于空间汇交力系，可以两两合成。力多边形1-1-3汇交力系及其合成几何方法：利用平行四边形法则解析法：考察一个简单的例子：求力F1和F2的合力F0先按照几何法求合力过力作用点作一轴线将3个力投影到轴线上，显然有：由此，我们得到一种求合力的解析法：过汇交力系的交

5、点建立一参考基根据矢量合成将各个力投影到参考基上各个力在参考基坐标轴上投影的代数和=合力在该轴上的投影1-1-4力矩1.力矩的概念：力矩（力对点之矩）是为了描述刚体运动中的转动效应式中，O为参考系中的某一点，称为矩心力矩的大小：（方向按右手法则确定）OP定义：2.力对点之矩几点结论：力对点之矩是一种矢量；矢量的模矢量方向由右手定则确定；矢量作用在O点,垂直于r和F所在的平面。3.力对轴之矩实例先看如图实例，如果作用力作用在垂直于门板方向，则开关门都很容易；如果作用在门板平面内，则无法开关门。对于任意方向的作用力，可以分解为图示的三

6、个力，易知与门轴平行和相交的分力Fy、Fz，都不能使门发生转动；只有Fx能使门轴转动。力对轴之矩的定义定义:力使物体绕某一轴转动效应的量度,称为力对该轴之矩。显然，这和力对点之矩的定义是不完全相同的。力对轴之矩的计算方法一：将力向垂直于该轴的平面投影，力的投影与投影至轴的垂直距离的乘积方法二：将力向三个坐标轴方向分解,分别求三个分力对轴之矩，然后将三个分力对轴之矩的代数值相加。要注意，与轴平行和相交的力对轴之矩是0。力对轴之矩代数量的正负号力对轴之矩是个代数量，它的正负号也是用右手定则确定。如果拇指方向与坐标轴方向一致，则为正；如

7、果拇指方向与坐标轴方向相反，则为负。力对轴之矩与力对点之矩的关系如图，因为力对点之矩

8、Mo(F)

9、=Fd，力对轴之矩Mz(F)=Fxyd，其中Fxy=Fcosα，所以Mz(F)=

10、Mo(F)

11、cosα。结论：力对点之矩的矢量在某一轴上的投影,等于这一力对该轴之矩。特殊情形当轴垂直于r和F所在的平面时,力对点之矩与力对轴之矩在数值上相等。此时，力对轴之矩与力对点之矩在数值上是相等的。1-1-5汇交力系的合力之矩定理汇交力系的合力之矩定理，汇交力系的合力对某点（或某轴）之矩，等于诸分力对同点（或同轴）之矩的矢量（或代数）和。把力F分解

12、成水平方向和铅垂方向两个分力，用MO(F)=MO(Fcosa)+MO(Fsina)来计算，这样就比较简单了。1-2力偶1-2-1力偶的概念大小相等、方向相反、作用线相互平行的两力构成一对力偶无法再简化的简单力系之一力偶作用面：由一对力F所组成的平面