静力学基础及物体的受力分析课件.ppt

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1、第一章静力学基础及物体的受力分析重点力、力系的概念难点力系的分类第一节力和平衡的概念一、力的定义定义—物体与物体之间的相互作用作用效应：外效应—使物体宏观的运动状态发生改变。（运动效应）内效应—使物体的形状和大小发生变化。（变形效应）三要素—大小、方向、作用点。方向实际上指的是力的作用线在空间的指向与方位。力的图示法二、力系定义—作用在物体上的一群力按力的作用线分布：平面力系和空间力系；按力的作用线关系：汇交力系、平行力系和任意力系。力偶系.一、力在坐标轴上的投影力F在平面直角坐标轴上的投影定义为：过力F两端向坐标轴引垂线得垂足a,b和a/,b/。线段a

2、b和a/b/冠以相应的正号或负号，称为力F在x轴上的投影和力F在y轴上的投影，用Fx,Fy表示。投影的符号规定为：由起点a到终点b连线（或a/由b/到）的指向与坐标轴正向相同时为正，反之为负。FYxyo(起点）a′b′FXα（终点）FBAabFXFY力在坐标轴上的投影FYxyoa′b′FXαFBAabFx=FcosαFy=-FsinαF=√Fx2Fy2+tanα=FxFy注意：1、力的投影为代数量2、在直角坐标系下，投影的绝对值等于分力的大小3、若分力指向轴的正向，则投影为正FXFY投影练习【例2-1】试分别求出图2-2中各力在x轴和y轴上投影。已知，，，

3、各力方向如图所示。【解】可得出各力在x，y轴上的投影为三、静力学的研究对象平衡构件相对于地面处于静止或作匀速直线运动的状态称为平衡。1、基本概念刚体指物体在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变。本课程第一、二、三章所研究的物体都视为刚体（与刚体相对应的是变形体，当变形对于研究物体平衡或运动规律不能忽略时，物体称为变形体）。2、静力学研究的问题（1）物体的受力分析分析某个物体共受几个力，以及每个力的作用位置和方向。（2）力系的等效替换(或简化)将作用在物体上的一个力系用另一个与它等效的力系来代替，这两个力系互为等效力系。如果用一个简单力系等效地替

4、换一个复杂力系，则称为力系的简化。如果某力系与一个力等效，则此力称为该力系的合力，而该力系的各力称为此力的分力。（3）建立各种力系的平衡条件第二节静力学基本公理重点难点静力学基本公理的应用静力学基本公理公理1力的平行四边形法则力的三角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，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定公理二力平衡公理作用在同一刚体上的两个力，使刚体平衡充分和必要的条件是，这两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上上述的二力平衡条件对于刚体是充分的也是必要的，而对于变形体只是必要不是充分

5、的。如图所示的绳索的两端若受到一对大小相等、方向相反的拉力可以平衡，但若是压力就不能平衡。内容—在作用于刚体上的任意力系中，加上或去掉一个平衡力系，本不改变原力系对刚体的作用效果。推论1—力的可传性原理作用于刚体上的力可沿其作用线移动到刚体内任意一点，而不会改变该力对刚体的作用效果。公理3加减平衡力系推理1力的可传性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。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，则此三力必在同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点。公理四作用与反作用定

6、律作用力与反作用力大小相等，方向相反，沿同一直线且分别作用在两个相互作用的物体上。它是受力分析必需遵循的原则公理5刚化原理变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，其平衡状态保持不变。注意：刚体的平衡条件是变形体平衡的必要条件，而非充分条件。1.理解力矩和力偶的概念2.会熟练计算力对点之矩3.掌握合力矩定理4.牢固掌握力偶的性质5.平面力偶系合成的方法及平衡条件力矩及力偶矩教学目标：6、掌握力的平移定理；7、了解平面任意力系简化的方法；8、掌握平面任意力系简化的结果；9、牢固掌握平面任意力系平衡方程第一节力矩的概念及合力矩定理重点1、力矩和力

7、偶的概念2、力对点之矩的计算难点1、力对点之矩的计算一、力对点之矩1、概念力可以使刚体移动，也可以使刚体转动。力对刚体的移动效应取决于力的三要素。力对刚体的转动效应取决于什么呢？力矩—力对点之矩是力使物体绕点转动效果的度量，其绝对值等于力的大小和力臂的乘积。例如：力F对O点之矩，记为MO（F）d′F2、表达式O——称为矩心d——矩心O到力作用线的垂直距离，称为力臂。5、力矩的性质（注意事项）（1）力沿其作用线移动，不改变它对点的矩。（2）当力的作用过矩心时，力矩为零。（因为力臂为零）（3）力对点之矩与矩心位置有关。同一个力对不同的矩心，其力矩不同（包括符号

8、、数值都可能不同）。（4）若力的大小为零，则力对任意一点的矩等于零