理论力学课件 静力学

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1、静力学刚体静力学的三类问题：（1）物体的受力分析；（2）力系的等效替换（或简化）；（3）力系平衡条件的建立及应用。第一章静力学的基本概念和公理第一章静力学公理和物体的受力分析§1–5受力分析和受力图§1–4约束和约束反力§1–3静力学公理§1–2力§1–1刚体第一章静力学的基本概念和公理静力学第一章静力学的基本概念和公理本章学习指导学习目标：（1）理解力、刚体、平衡、约束等基本概念和静力学基本公理；（2）掌握常见约束的特征及约束力的表示方法；（3）能正确地对单个物体及物体系进行受力分析并画出受力图。重

2、点：（1）力、刚体、平衡、约束等的概念；静力学公理及其应用；（2）常见约束的特征及约束力的画法；（3）受力分析及其受力图。难点：（1）约束的概念及其特征；（2）物体系的受力分析及其受力图。§1–1刚体§1–1刚体刚体是一种理想的力学模型。刚体是实际物体和构件的抽象和简化。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。例如：研究飞机整体运动；机翼的强度或者刚度刚体——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。§1–2力§1

3、–2力§1–2力1.力的定义力是物体相互间的机械作用，其作用结果使物体的形状和运动状态发生改变。确定力的必要因素3.力的三要素大小方向作用点2.力的效应外效应—改变物体运动状态的效应。内效应—引起物体变形的效应。材料力学4.力的表示法5.力的单位——力是一矢量，用数学上的矢量记号来表示，如图。F——在国际单位制中，力的单位是牛顿(N)1N=1千克•米/秒2（kg•m/s2)。§1–2力§1–3静力学公理§1–3静力学公里§1–3静力学公理1.基本概念基本概念1.力系定义:指作用于物体上的一群力.分类:

4、平面力系平面汇交力系平面平行力系平面力偶系平面任意力系空间力系空间汇交力系空间平行力系空间力偶系空间任意力系2.平衡指物体相对于地面静止或做匀速直线运动。绕某一定轴匀角速转动是平衡吗？3.平衡力系在这样一群力作用下物体能处于平衡.4.等效力系作用在物体上的力系,如果可以用一个适当的力系来代替,而外效应相同,那么这两个力系互为等效力系.5.合力如果一个力和一个力系等效则称这个力为该力系的合力.6.分力力系中的各力称为该合力的分力.即，合力为原两力的矢量和。A公理1(力的平行四边形法则)作用在物体上同一点

5、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。F1F2FR矢量表达式：FR=F1+F2§1–3静力学公理公理2.公理亦可用力三角形求得合力矢AF1F2FR公理三AF1F2FRAF1F2FR力三角形法§1–3静力学公理公理思考:1、合力是否一定大于分力？？2、公理一•公理二§1–3静力学公理公理2二力平衡条件使刚体平衡的充分必要条件：最简单力系的平衡条件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

6、相反，且作用在同一直线上。公理3加减平衡力系原理在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，而不改变原力系对刚体的作用。（力系等效替换的依据）推论1(力的可传性)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作用在刚体上的力是滑动矢量，其力的三要素为大小、方向和作用线．F3FA=A3F1F2F3A3AA2A1§1–3静力学公理推论2(三力汇交定理)当刚体在三个力作用下平衡时，若其中两力的作用线汇交于某点，则此三力必在同

7、一平面内，且第三个力的作用线必定也通过这个点。证明：公理思考：三个力平衡时，一定汇交于同一点吗？公理四•公理五§1–3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(作用和反作用公理)思考：公理4与公理2的区别是什么？在画物体受力图时要注意此公理的应用．公理四•公理五§1–3静力学公理公理公理5刚化原理柔性体（受拉力平衡）刚化为刚体（仍平衡）反之不一定成立：刚体（受压平衡）柔性体（受压不能平衡）变形体在某一力系作用下处于平衡，如

8、将此变形体刚化为刚体，其平衡状态保持不变。说明：刚化原理是一个基于经验的基本假设；刚化原理建立了刚体静力学和变形体静力学之间的联系；刚化原理表明，刚体的平衡条件是变形体平衡的必要条件，而非充分条件。思考1、只适用于刚体的公理有哪些？公理2二力平衡条件和公理3加减平衡力系公理2、图中A、B均为刚体，力的可传性定理是否适用于图中的力F？§1–4约束和约束力基本概念自由体非自由体约束约束力主动力——可以任意运动（位移不受限制）的物体。——运动(位移)受到某些限