《力的基本性质》PPT课件

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1、第一篇力系的合成与平衡同时作用在物体或物体系统上的一群力力系。力学分析中，在不改变力系对物体作用效果的前提下，用一个简单的力系来代替复杂的力系，就称为力系的合成（力系的简化）。对物体作用效果相同的力系称为等效力系。物体在力系作用下，相对于地球静止或作匀速直线运动，称为平衡。作用于物体上的力使物体处于平衡状态，则称该力系为平衡力系。引言引言第一章力的基本性质与物体的受力分析第一节基本概念一、刚体的概念在外力作用下，几何形状、尺寸的变化可忽略不计的物体。力是物体之间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生改变，或使物体产生变形。二、力的概念力使物体的运动状态发生改变的效

2、应称为外效应，而使物体发生变形的效应称为内效应。刚体只考虑外效应；变形固体还要研究内效应。力的基本性质（2）力的方向包含力的方位和指向两方面的涵义。（3）力的作用点是指物体上承受力的部位。力的三要素（1）力的大小是物体相互作用的强弱程度。在国际单位制中，力的单位为牛顿（N）或千牛顿（kN）。1kN=103力对物体的作用效果取决于力的三要素：力的作用位置实际上有一定的范围，当作用范围与物体相比很小时，可以近似地看作是一个点。AF力的基本性质AF20kN100力是矢量。可以用一带箭头的线段来表示。力的基本性质作用于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

3、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。即作用于物体上同一点两个力的合力等于这两个力的矢量合。公理1力的平行四边形法则FRF1AF2第二节静力学公理以FR表示力F1和力F2的合力，则可以表示为FR=F1+F2力的基本性质yxFFyFx其中为力F与x轴之间的夹角。力的基本性质公理2二力平衡公理ABF1F2ABF1F2作用在同一刚体上的两个力，使刚体处于平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等，方向相反，且在同一直线上。力的基本性质说明：对刚体来说，上面的条件是充要的。对变形体来说，上面的条件只是必要条件。F1BABAF1F2F2二力构件：只受两个力平衡的构件。力的基本性

4、质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效果。公理3加减平衡力系公理推论1力的可传性原理作用在刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移动到刚体内任意一点，而不改变该力对刚体的作用。BAFBABAF1F2F1F由此可知，作用于刚体上的力是滑移矢量，因此作用于刚体上力的三要素为大小、方向和作用线。力的基本性质作用于同一刚体上共面不平行的三个力如平衡时，则这三个力的作用线必汇交于一点推论2三力平衡汇交定理思考：物体受汇交于一点的三个力作用而处于平衡，此三力是否一定共面？为什么？F1F3R1F2A=A3F1F2F3A3AA2A1力的基本性质公理4作用力与反作用力公理W

5、AAWBWAWBFFNF’N两物体间的作用力与反作用力，总是大小相等、方向相反，沿同一直线并分别作用于两个物体上。力的基本性质AB1.说明下列式子的意义和区别。（1）F1＝F2和F1＝F2；（2）FR＝F1＋F2和FR＝F1＋F22.作用于刚体上大小相等、方向相同的两个力对刚体的作用是否等效？思考题3.物体受汇交于一点的三个力作用而处于平衡，此三力是否一定共面？为什么？力的基本性质第三节工程中常见的约束与约束反力自由体：在空间中运动，位移不受限制的物体，如飞机、火箭等；非自由体：在空间中运动，位移受到限制的物体。如梁、柱等。一、约束与约束反力的概念约束与约束反力约束：对非自由体的某

6、些位移起限制作用的周围物体称为约束体，简称约束。约束反力：阻碍物体运动的力称为约束反力，简称反力。约束反力的特点：约束反力的方向总是与约束所能阻碍的物体的运动或运动趋势的方向相反，它的作用点就在约束与被约束的物体的接触点，大小可以通过计算求得。约束与约束反力物体受到的力一般可以分为两类：主动力——是使物体运动或使物体有运动趋势的力。如重力、水压力、土压力、风压力等。在工程中通常称主动力为荷载。被动力——是约束对于物体的约束反力。约束与约束反力柔软的绳索、链条、皮带等用于阻碍物体的运动时，都称为柔体约束。主要作用：只限制物体沿着柔体约束中心线离开柔体约束的运动，而不能限制物体其他方向

7、的运动。约束反力方向：通过接触点，沿着柔体约束中心线且为拉力，用FT表示。1.柔体约束二、几种常见的约束及其反力FTWWOO约束与约束反力2.光滑接触面约束物体与其它物体接触，当接触面光滑，摩擦力很小可以忽略不计时，就是光滑接触面约束主要作用：只限制物体垂直接触面指向约束的运动，而不能限制物体沿着接触面公切线离开约束的运动。约束反力方向：通过接触点，沿着接触点的公法线方向指向被约束物体,用FN表示。WAFNAo约束与约束反力WAo3.圆柱铰链约束圆柱铰链简称铰链，是由