@@@情景二刚体静力分析

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1、情景二：刚体静力分析情境描述刚体静力分析是工程力学的基础知识。静力学的基本概念一一力、平衡、刚体、约束是贯穿始终的，因此对这些基本知识必须有较深入地理解。刚体静力分析的主要任务，就是将物体抽象化为力学模型进行受力分析，并画岀受力图。能否从简单的物系中恰当地选取研究对象，正确地画出受力图，是能否正确地解决工程中关于力学问题的关键。能力目标•力的三要素分析、平衡与非平衡物休的判断、刚体与质点的区别与联系•能应用静力学基本公理分析物体的受力特点；能对力系进行合成或分解•熟知柔体约束、光滑面约束、光滑较链约束的特征和约束反力的规律•能从简单的物系中恰当地选

2、取研究对象，正确地画出受力图学习任务•静力学基本概念认知。•静力学基本公理的认知与实践•刚体静力分析与受力图绘制任务一静力学基本概念认知【能力日标】力的三要素分析、平衡与非平衡物体的判断、刚体与质点的区别与联系。【知识口标】◊深入理解力、平衡、刚体与质点的概念；◊熟悉静力学基本概念【重点难点】力与平衡【学习资料导读】如果你们的回答不全面或准确，请阅读以下内容，理清思路，加深理解，实现概念重构。2.1静力学基本概念要用力学的方法分析和处理工程和生活中的实际问题，你首先需要深入理解有关力学的一些整木概念。想一想?你在屮学学习过*哪些有关力的概念？可以讨

3、论哦。在工程实际中，当物体受到了力的作用以后，多少会产生一些微小的变形。如果在研究物体的机械运动时，考虑这些变形，那么就会使问题的解决变得非常复朵。为了使问题便于解决，我们在研究过程中暂时忽略这些变形，而把物体看成是刚体。所谓刚体，就是指在任何力的作用下，物体内任何两点间的距离永不改变的物体，也就是不会变形的物体。刚体是在理论力学中被抽象化了的模型，实际上，绝对的刚体是不存在的。但对工程中的固体材料而言，在大多数情况下，它们的变形很小，因此在理论力学中把物体视为刚体所得出的结杲与实际出入不大。但应注意刚体的概念不应绝对化，例如在材料力学部分，物体受

4、力后的变形是所研究问题的主要方而，虽然其变形很小，但也不能忽略，因此，刚体这一概念在材料力学的范畴内就不适用了。在理论力学中，把物体看成刚体Z后，问题就被简化了。但为了进一步地简化，有时述须把物体当作质点來处理。所谓质点，就是不计任何方向的尺寸而具有一定质量的物体。有时物体虽具有一定的大小，但其大小对所研究的问题不起显著作用时，这个物体就可以视为质点。例如在研究地球绕太阳的运动时，因地球的人小比起它与太阳的距离来说，显得极其微小，在这种情况下，就可以略去地球体积的人小，而把它当作质点。同一物体有时可以看作刚体，有时可以看作质点，这要根据具体情况來决

5、定。所有物体都可以看作是山无数质点所组成的，刚体便是各个质点间的距离不变的质点系。在静力学部分，所说的“物体”一•般都指刚体而言。二、力力的概念是人们在长期的生产劳动和生活实践中逐步形成的，通过归纳、概括和科学的抽象而建立的。力是物体Z间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生改变,或使物体产牛变形。力使物体的运动状态发牛改变的效应称为外效应，而使物体发牛变形的效应称为内效应。理论力学只研究力的外效应，力的内效应将在材料力学中研究。经验表明，力对物体的作用效应取决于以下三个耍素：（1）力的大小指物体间相互作用的强弱程度。在国际单位制（S/）

6、中，力的单位用牛顿（N）或千牛顿（kN）,lkAWlO3。（2）力的方向方向的含义有两点：一是方位，二是指向。如垂力的方向是“铅垂向下”。“铅垂”是力作川线的方位，“向下”是力的指向。（3）力的作用位置指物体上承受力的部位。它实际上不是一个点，而是物体的某一部分而积或体积。当作用而积较大时，就形成分布力；当作用而积较小时，就可以近似地看成作川在一个点上，则称为集屮力，该点称为力的作用点。如果改变了力的三要素中的任一耍索，也就改变了力对物体的作用效应。力是矢量。它可以用有向线段（矢线）将其三要素表示出来，如图2-1-1所示。矢线的的长度（按一定比例）

7、表示力F的大小，矢线的方位和箭头的指向表示力的方向，矢线的起点4或终点B表示力的作用点。矢线所在的直线（图中虚线）称为力的作用线。本教材中用黑体字母表示矢量（如F）,用对应字母表示矢量的大小（如F）。三、机械运动与平衡所谓机械运动是指一物体相对于另一物体，或者是一物体的某些部分相对于另一些部分在空间的位置随时间的变化（包括任一物体对于其它物体的相对静」上）。它是白然界和工程实际中最常见、最简单的一种物体运动形式，例如机器的运转，E机的航行，以及房屋、桥梁等相对于地球的静止等等。所谓物体处于平衡状态，是指物体相对于周围物体保持静止或作匀速直线运动。例

8、如建筑物和対于地而的静止，匀速青线前进的列车等等。物体机械运动的这种特殊情况简称平衡。平衡是相对的，某物体平衡，必须指明它