第一章 静力学的基本概念 受力图.ppt

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1、工程力学静力学静力学工程力学引言第一章静力学的基本概念受力图第二章平面汇交力系第三章力矩平面力偶系第四章平面一般力系第五章摩擦第六章空间力系重心引言静力学：研究物体和物体系在力系作用下的平衡条件的科学.1、物体的受力分析：分析物体（包括物体系）受哪些力，每个力的作用点位置和力的方向，并画出物体的受力图.2、力系的等效替换（或简化）：用一个简单力系等效代替一个复杂力系.3、建立各种力系的平衡条件：研究作用在物体上的各种力系所需满足的平衡条件，并应用这些条件求解力系中未知力的大小及方向.研究以下三个问题:机械运动：物体在空间的位

2、置随时间的变化.平衡：物体相对惯性参考系（如地面）静止或作匀速直线运动.引言工程实例：高层建筑桥引言工程实例：海洋钻井平台三峡工程引言第一章静力学的基本概念受力图§1-1力的概念第一章静力学的基本概念受力图§1-2刚体的概念§1-3静力学公理§1-4约束与约束反力§1-5物体的受力分析受力图§1-4约束与约束反力§1-5物体的受力分析受力图§1-1力的概念§1-2刚体的概念§1-3静力学公理§1-1力的概念§1-2刚体的概念§1-4约束与约束反力§1-3静力学公理§1-1力的概念§1-2刚体的概念§1-5物体的受力分析受力图

3、§1-4约束与约束反力§1-3静力学公理§1-1力的概念§1-2刚体的概念【本章重点内容】第一章静力学的基本概念受力图力、刚体的基本概念;静力学公理;工程常见约束;物体的受力分析、受力图.§1-1力的概念第一章静力学的基本概念受力图力：物体间相互的机械作用，作用效果使物体的机械运动状态发生改变，或者使物体发生变形.力的三要素：大小、方向、作用点（力是矢量）.力对物体的作用效果：力的外效应：外力作用改变物体的运动状态.这是静力学研究的问题.力的内效应：内力作用使物体产生变形.这是材料力学研究的问题.§1-1力的概念力的两种作用

4、方式：直接作用：例如人推车，两物体碰撞.场作用：重力场，万有引力场.常见的力：集中力集中力的单位：‘牛顿’，以“N”表示或‘千牛’，以“kN”表示.)(N集中力力的表示:用一带箭头的线段(矢量)表示，力的三要素包含在其中.用表示力的矢量，用“F”表示力的大小.§1-1力的概念常见的力：分布力)/(mNq均布力均布力的单位：‘牛顿/米’，以“N/m”表示或‘千牛/米’，以“kN/m”表示.§1-1力的概念力系：一群力.常见力:)/(mNq均布力)(N集中力平面一般力系：平面汇交力系、力偶系、平行力系；空间一般力系：空间汇交力系

5、、力偶系、平行力系.§1-1力的概念§1-2刚体的概念第一章静力学的基本概念受力图§1-2刚体的概念刚体：在力的作用下，其内部任意两点间的距离始终保持不变的物体.即在力的作用下体积和形状都不发生改变的物体.(这是一个理想化的力学模型)原因：静力学主要研究物体的平衡问题，因变形引起的误差可忽略不计，故把研究对象均看作刚体.静力学一般称为“刚体静力学”.§1-3静力学公理第一章静力学的基本概念受力图公理1二力平衡公理作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力的大小相等，方向相反，且作用在同一直线上.§1-3

6、静力学公理这是刚体平衡的充分必要条件.对于变形体这个条件不是充分的.这是作用于物体上，对刚体来说AB二力杆：只在两个力作用下处于平衡的构件，称为二力构件.绳索只能承受拉力，不能承受压力.如绳索公理1二力平衡公理§1-3静力学公理二力构件的受力特点：两个力必沿作用点的连线.公理2加减平衡力系公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力的可传性作用在刚体上的力是滑动矢量.力的三要素为大小、方向和作用线．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.§1-3

7、静力学公理=推理1力的可传性公理2加减平衡力系公理§1-3静力学公理力的可传性只适用刚体，不适用变形体.=ABAB推理1力的可传性刚体变形体不可传性可传性§1-3静力学公理公理3力的平行四边形法则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，由这两个力为边所构成的平行四边形的对角线表示，如图所示.亦可用力三角形求得合力矢合力(合力的大小与方向)(矢量的和)§1-3静力学公理推理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，则此三力作用线必汇交于一点，

8、且在同一平面内.平衡时必与共线则三力必汇交O点，且共面.§1-3静力学公理公理4作用和反作用定律两个物体间作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，等值、反向、共线，分别作用在这两个物体上.需要注意：作用与反作用力不是在同一物体上，作用与反作用力不是平衡力系.§1-3静力学公理公理5刚化原理