大学物理-静力学公理和物体受力分析

1-3
A D
60o
物体的受力分析和受力图
例题 1-2
例题1–2 如图所示，重物重G = 20 kN,用
B
钢丝绳挂在支架的滑轮 B 上，钢丝绳的另 一端绕在铰车 D 上。杆 AB 与 BC 铰接，并 以铰链 A ， C 与墙连接。如两杆与滑轮的 自重不计并忽略摩擦，试画出杆 AB 和 BC
30o
1－2
约束和约束力
约束类型与实例
皮带轮传动实例
理论力学
第一章 静力学公理和物体的受力分析
讨论题
讨论题 讨论
若作用于刚体的三力作用线共面且汇交于同一点，则 此三力一定是平衡力系。 （×） 在三力作用下的刚体平衡时，若其中两个力相互平 行，则第三个力一定与前两个力平行。 （√）
约束力方向总是与非自由体运动方向相反。
约束和约束力
约束类型与实例
固定端约束实例
第一章 静力学公理和物体的受力分析
理论力学
1－2
约束和约束力
约束类型与实例
阳台
固定端约束实例
第一章 静力学公理和物体的受力分析
理论力学
1－2
约束和约束力
约束类型小结
（1）光滑面约束—— 法向压力 FN （2）柔索约束—— 拉力 FT
★ （3）圆柱铰链——
1–1 1–2 1-3 静力学公理 约束和约束力 物体的受力分析和受力图
理论力学
第一章 静力学公理和物体的受力分析
第一章
静力学公理和物体的受力分析 1－1 静力学公理
公理1 力的平行四边形法则
亦可用力三角形求得合力矢
合力大 小方向
合力矢
FR = F1 + F2 R 1 2
(矢量和)
1－1
静力学公理
受力图的画法步骤： 1.取分离体。 2.画出对象所受的全部主动力。 3.在存在约束的地方，按约束类型逐一画 出约束力。
理论力学
第一章 静力学公理和物体的受力分析
1-3
例题1-1
物体的受力分析和受力图
球重P,画出球的受力图。
例题 1-1
C B A O
T
B
N
A
O
P
理论力学
第一章 静力学公理和物体的受力分析
G C
以及滑轮B的受力图。
理论力学
第一章 静力学公理和物体的受力分析
1-3
A D
60
o
物体的受力分析和受力图
解： 1.杆AB的受力图。
B
例题 1-2
FAB
A B
2.杆BC 的受力图。
′ FBC
30o
′ FBA
B G
C
FCB
C
理论力学
第一章 静力学公理和物体的受力分析
1-3
A D
60o
物体的受力分析和受力图
FAx、 FAy
FAx、 FAy
光滑铰链约束
★ （4）固定铰链支座——
★ （5）活动铰链支座—— ⊥光滑面 FN ★ （6）二力杆约束——沿二力杆两力作用点的连线 S AB ★ （7）平面固定端约束——
FAx、 FAy、 M A
理论力学
第一章 静力学公理和物体的受力分析
1-3
物体的受力分析和受力图
理论力学
S'B
Q
第一章 静力学公理和物体的受力分析
N
1-3
例题1-5
物体的受力分析和受力图
例题 1-5
第二种方法：
P
A
SA'
P
SA
A
A
B
O
SB
Q
FO
O B B
从此不要忘记 二力杆 这一隐含条件 ！
S'B
理论力学 第一章 静力学公理和物体的受力分析
Q
N
滑道问题受力分析
平底顶杆凸轮机构 凸轮机构
画三铰拱各构件的受力图。
B
解：
FB
B C
C
二力杆
F
A A
FC
B
B ’ F B
三铰拱
FA
三力构件
o
理论力学
第一章 静力学公理和物体的受力分析
1-3
例题1-5
物体的受力分析和受力图
例题 1-5
画出B、OA、AB的受力图。
第一种方法： P
A
S
P
' A
SA
A
A
B
O
FOX FOY
O B Q
B
SB
从此不要忘记 二力杆 这一隐含条件 ！
1－2
约束和约束力
约束类型与实例
•工程常见的约束 1、光滑面约束: 约束与非自由体成点、线、面接触， 接触处光滑
公切面 公法线
FN
约束力： 沿公法线指向被约束的物体。常用 “ F N”或“ N ”表示 —— 法向压力
理论力学 第一章 静力学公理和物体的受力分析
1－2
约束和约束力
约束类型与实例
⇔
A 力的三要素：
A 大小、方向和作用线
A
⇔
B
F1
F1 = －F2 = F
理论力学 第一章 静力学公理和物体的受力分析
1－1 静力学公理 推理 2 三力平衡汇交定理
某点，则第三力的作用线必定也通过这个点。 证明：
F1 A11 A A A A33 A F F 33
理论力学
公 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
第一章 静力学公理和物体的受力分析
理论力学
课堂练习
P18 思考题：1-1，1-2 ，1-3、1-4
理论力学
静力学引言
作业
P20 习题1-1（a） （b） （c） (g)
理论力学
静力学引言
1－2
3、光滑铰链约束： （1）圆柱铰链：
约束和约束力
约束类型与实例
计算简图：
方向不定
A
F θ
A
FAx
A
{ F1 , F2 ,L , Fn } ⇔ {0 }
零力系
• 平衡条件：平衡力系所必须满足的条件 •等效力系: 对同一刚体产生相同作用效果的力系 { F1 , F2 ,L , Fn } ⇔ { P1 , P2 ,L , Pm } •合力：与某力系等效的力
理论力学 静力学引言
{ F1 , F2 ,L , Fn } ⇔ { FR }
计算简图：
约束类型与实例
A
A
F Ax
F Ay
A
A
理论力学 第一章 静力学公理和物体的受力分析
1－2
约束和约束力
约束类型与实例
（3）活动铰链支座（滚动支座）
计算简图：
A
FN的实际方向也 可以向下
A
FN
约束力： ⊥支承面，通过铰链中心，用 FN 或 N 表示
理论力学 第一章 静力学公理和物体的受力分析
F1 对“刚体”而言 F F2 2 非充分条件 A A2 2 三力构件 A3
F
=
F3
第一章 静力学公理和物体的受力分析
1－1
公理4 公理5
静力学公理
公 理
作用和反作用定律 刚化原理
变形体在某一力系作用下处于平衡状态，如将此变形的
物体变成刚体（刚化），其平衡状态保待不变。

刚体平衡条件仅是变形体平衡 的必要条件,而非充分条件
例题 1-2
3. 滑轮B ( 不带销钉）的受力图。
B
F2
30o
FBy
B
G C
FBx F1
F2 = F1 = G
理论力学 第一章 静力学公理和物体的受力分析
1-3
A D
60
o
物体的受力分析和受力图
4. 滑轮B ( 带销钉）的受力图。
B
例题 1-2
FAB
A B
′ FBA
FBA
30o
B
G C
F2
F Ay
' F Ay
A
' FAx
约束力：通过铰链中心，用 F x , F y 表 示
理论力学 第一章 静力学公理和物体的受力分析
1－2
约束和约束力
约束类型与实例
Fcy
F’cx F’cy
Fcx
光滑圆柱铰链约束实例
理论力学 第一章 静力学公理和物体的受力分析
1－2
（2) 固定铰链支座
约束和约束力
1－2
约束和约束力
约束类型与实例
光滑圆柱铰链约束实例
理论力学 第一章 静力学公理和物体的受力分析
1－2
约束和约束力
约束类型与实例
铰链支座约束实例
理论力学 第一章 静力学公理和物体的受力分析
1－2
约束和约束力
约束类型与实例
（4）向心轴承（径向轴承）
计算简图：
轴承
Fy
Fx
约束力： 用二个 通过轴心垂直于轴线的正 交分力 Fx , Fy 表示。
30 o
′ FBC
B
60 o
FBC
G
FCD
C
理论力学
第一章 静力学公理和物体的受力分析
1-3
例题1-3
物体的受力分析和受力图
画出AB杆的受力图
例题 1-3
A C
A
FA
D B
C
FD
D
(b)
W
(a)
理论力学
W
B
FB
第一章 静力学公理和物体的受力分析
1-3
例1-4 F
A
物体的受力分析和受力图
例题1- 4