静力学概念和公理.ppt

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1、§1–4物体的受力分析§1–3约束和约束反力§1–2静力学公理§1–1静力学基本概念第一章静力学的基本知识和物体的受力分析静力学§1–1静力学基本概念一、力的概念二、刚体的概念三、平衡的概念四、力系的概念五、静力学研究的两个基本问题§1-1基本概念一、力的概念力是物体间的一种机械相互作用，它能使物体的运动状态发生改变或引起物体的变形。力的效应力的三要素：大小、方向、作用点（作用线）。运动效应：变形效应：力使物体的运动状态发生改变的效应。力使物体发生变形的效应。重点：运动效应力的表示法力的单位——力是一矢量，用数学上的矢

2、量记号来表示，如图。F——在国际单位制中，力的单位是牛顿(N)1N=1公斤•米/秒2（kg•m/s2)。§1-1基本概念刚体是一种理想的力学模型。一个物体能否视为刚体，不仅取决于变形的大小，而且和问题本身的要求有关。二、刚体——在外界的任何作用下形状和大小都始终保持不变的物体。或者在力的作用下，任意两点间的距离保持不变的物体。§1–1基本概念质点和质点系质点：具有一定质量但其几何形状和尺寸可忽略不计的物体。质点系：有限个或无限个相互联系并组成运动整体的一群质点的统称。信阳郑州§1-1基本概念物体在力的作用下相对于惯性参

3、考系处于静止或作匀速直线平动的状态。三、平衡------四、力系-------同时作用于物体上的一群力，称为力系。力系平面力系空间力系汇交力系平行力系一般力系§1-1基本概念1、力系的简化（等效力系）若一个力系可用另一个力系来代替，而不改变原力系对物体的作用效应。2、平衡条件作用于物体上的力系使物体处于平衡状态所应满足的条件称为力系的平衡条件。满足平衡条件的力系称为平衡力系。平衡力满足平衡条件的力系中，其中任意一个力为其余力的平衡力。合力与一个力系等效的一个力。§1-1基本概念五、两个基本问题：§1–2静力学公理§1–

4、3静力学公里公理一（二力平衡条件）作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的充分必要条件是：这两个力大小相等，方向相反，且在同一直线上即F1=-F2F1F2F1F2F1F2即，合力为原两力的矢量和。A公理二(力平行四边形公理)作用于物体上任一点的两个力可合成为作用于同一点的一个力，即合力。合力的矢由原两力的矢为邻边而作出的力平行四边形的对角矢来表示。F1F2FR公理三矢量表达式：FR=F1+F2§1–2静力学公理公理公理二(力的平行四边形法则)作用于物体上任一点的两个力可合成为作用于同一点的一个力，即合力。合力的矢由原

5、两力的矢为邻边而作出的力平行四边形的对角矢来表示。AF1F2FR公理三AF1F2FRAF1F2FR力三角形法§1–2静力学公理公理在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，不改变原力系对刚体的作用。（效应不变）公理三（加减平衡力系原理）推论1、(力在刚体上的可传性)作用于刚体上的力，其作用点可以沿作用线在该刚体内前后任意移动，而不改变它对该刚体的作用。==F1=－F2=FFABFABF2F1F1AB§1–3静力学公理公理推论推论2、(三力平衡汇交定理)当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的作用线相交于某点，则第三力的

6、作用线必定也通过这个点。F1FF2A=证明：F1F2F3A3AA2A1§1–3静力学公理公理推论F3FA=A3F1F2F3A3AA2A1§1–2静力学公理推论(三力平衡汇交定理)当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的作用线相交于某点，则第三力的作用线必定也通过这个点。证明：公理公理四•公理五§1–2静力学公理任何两个物体相互作用的力，总是大小相等，作用线相同，但指向相反，并同时分别作用于这两个物体上。公理公理四(作用和反作用定律)公理五(刚化原理)设变形体在已知力系作用下维持平衡状态，则如将这个已变形但平衡的物

7、体视为刚体（刚化），其平衡不受影响。公理四•公理五§1–2静力学公理公理基本概念自由体非自由体约束约束（反）力主动力——可以任意运动（获得任意位移）的物体。——运动(位移)受到某些限制的物体。——约束对被约束体的作用力。——限制非自由体位移的周围物体。——约束反力以外的力。1.基本概念§1–3约束和约束力2.常见的几种类型的约束柔绳、链条、胶带构成的约束§1–3约束和约束力常见约束柔绳约束柔绳、链条、胶带构成的约束§1–3约束和约束力约束类型与实例F1F2柔绳约束胶带构成的约束§1–3约束和约束力约束类型与实例柔

8、绳约束链条构成的约束§1–3约束和约束力约束类型与实例光滑接触面约束光滑接触面约束§1–3约束和约束力约束类型与实例FFF§1–3约束和约束力约束类型与实例FF光滑接触面约束实例§1–3约束和约束力约束类型与实例光滑圆柱铰链约束ABF光滑圆柱铰链约束AB§1–3约束和约束力约束类型与实例§1–3约束和约束力工程实例FyF