理论力学第一章 静力学基础课件.ppt

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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。本章主要内容静力学基本概念静力学公理约束与约束反力物体的受力分析和受力图第一章静力学基础重点、难点物体的受力分析和受力图第1节静力学基本概念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(外效应）或物体发生变形（内效应)理论力学只研究力的外效应静力学只研究刚体，因此，只讨论物体在力的作用下整体的平衡问题。刚体在任

2、何外力作用下均不发生变形的物体称为刚体力的单位，采用国际单位时为：或牛顿（N）力的基本概念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)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第2节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公理一二力平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

3、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。什么叫二力杆？二力杆受力时与构件的形状有无关系？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、作用线能否根据力F的可传性原理将作用于杆AC的力沿其作用线移至BC杆上而成为F？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

4、平行四边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。图中G为电机重力，是电机对地面的压力，是地面对电机的约束反力？问哪一对力是作用力与反作用力？哪一对力相互平衡？第2节约束及约束反力约束约束与约束反力的概念我们研究物体的运动时，可能遇到两种情况：物体在空间的运动是不受限制的物体在空间的运动受到某些限制显然，气球作为一个自由物体运动，其运动形式无限多——自

5、由物体。绿色圆柱体在圆槽内的运动受到限制——非自由物体。我们把那些对非自由物体的限制称为约束进一步考察绿色圆柱体的运动，它在圆槽内的运动形式取决于两种力的共同作用：一是使其产生运动趋势的力，如重力、驱动力等，称之为主动力。二是结构形式对其运动限制的力，称之为约束反力，简称反力。约束反力实际上反映了物体间的相互作用我们将上述对非自由体运动限制的约束反力称为理想约束力无法限制非自由体运动的物体间相互作用的其他约束称为非理想约束力如摩擦力常见的理想约束及其约束力的简化按照牛顿第三定律，约束力是一对作用力与反作用力，它们一

6、定大小相等、方向相反、分别作用在构成运动副的两个刚体上。下面我们讨论几种常见的理想约束：1、光滑接触面约束GFNＢＡＣＤＧFNAFNBFNC反力特点：作用于接触点，沿接触面的公法线，且为压力。用符号“FN”表示。2、转动铰约束力约束反力过销中心，大小和方向不能确定，通常用正交的两个分力表示。FxFyFN约束反力过销中心，方向不能确定，通常用正交的两个分力表示。FRFxFy固定铰支座活动铰支座ACB构造FθθFFCXFCYCABC铰结点•简图反力特点：通过圆孔中心，方位不定，可用F、θ表示或者用FX、FY表示•链杆:

7、两端用铰链与其他物体连接且中间不受力（包括自重忽略不计）的直杆FA•简图•反力特点FA’FBAAFAθFAXFAY构造简图反力特点下摇座上摇座支座可动铰支座又称为辊轴支座或滚动支座AFA构造简图反力特点辊轴轴承（1）向心轴承FAYFAYFAYFAXFAXFAXFR构造简图反力特点轴承轴滚珠外环内环(a)(b)(c)(d)(e)止推轴承FAXFAYFAZA构造简图反力特点球形铰链支座FAXFAYFAZAFR返回上一级菜单构造简图反力特点上一节下一节结束放映球铰约束固定端约束3、柔索约束力FTG反力特点：反力过连接

8、点，沿柔体中心线，且为拉力。用符号“FT”表示。例FT2FT1TT2’FT1’4、齿轮副约束力节圆公切线连心线第3节受力分析、受力图1、主动力和约束反力使物体具有运动趋势的力称为物体所受的主动力限制物体运动的力为约束反力主动力与约束反力都是物体所受的外力，研究物体的平衡状态就是研究外力之间的关系静力学分析就是讨论物体处于静力平衡时的主动力和约束反力2、受力分