静力学基本公理ppt课件
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《静力学基本知识》课件
总结词
涉及骨骼、肌肉、韧带等生物组织的受力分析
详细描述
生物静力学涉及骨骼、肌肉、韧带等生物组织的受力分析 ，通过研究生物体的静态受力分布和特点，揭示生物体的 生长、发育和运动规律。
总结词
为生物医学工程和康复医学等领域提供理论基础
详细描述
生物静力学为生物医学工程和康复医学等领域提供了重要 的理论基础，帮助医生和工程师了解生物体的结构和功能 特点，从而设计出更加安全、有效的医疗设备和康复方案 。
总结词
二力平衡原理是指作用在刚体上的两个力，使刚体平衡的充分必要条件是：这 两个力大小相等，方向相反，作用线重合。
详细描述
二力平衡原理是静力学中最基本的概念之一。它表明，如果两个力同时作用于 一个物体，并且这两个力的大小相等、方向相反、作用线重合，则物体将处于 平衡状态。这个原理在分析各种静力学问题时非常有用。
虽然静力学和运动学在研究对象和方法上有明显的区别，但它们在某些情况下也 有联系。例如，在研究刚体的平动和转动时，可以使用运动学的概念和方法来描 述物体的运动状态，而这些运动状态也可以通过静力学的方法进行分析。
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感谢观看
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ANALYSIS
SUMMAR Y
REPORT
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ANALYSIS
SUMMAR Y
04
静力学在生活中的应用
建筑静力学
总结词
研究建筑物的静态受力分析
详细描述
建筑静力学是静力学的一个重要应用领域，主要研究建筑 物的静态受力分析，以确保建筑物在建设和使用过程中的 安全性和稳定性。
总结词
涉及建筑结构的强度、刚度和稳定性
涉及骨骼、肌肉、韧带等生物组织的受力分析
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生物静力学涉及骨骼、肌肉、韧带等生物组织的受力分析 ，通过研究生物体的静态受力分布和特点，揭示生物体的 生长、发育和运动规律。
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为生物医学工程和康复医学等领域提供理论基础
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生物静力学为生物医学工程和康复医学等领域提供了重要 的理论基础，帮助医生和工程师了解生物体的结构和功能 特点，从而设计出更加安全、有效的医疗设备和康复方案 。
总结词
二力平衡原理是指作用在刚体上的两个力，使刚体平衡的充分必要条件是：这 两个力大小相等，方向相反，作用线重合。
详细描述
二力平衡原理是静力学中最基本的概念之一。它表明，如果两个力同时作用于 一个物体，并且这两个力的大小相等、方向相反、作用线重合，则物体将处于 平衡状态。这个原理在分析各种静力学问题时非常有用。
虽然静力学和运动学在研究对象和方法上有明显的区别，但它们在某些情况下也 有联系。例如，在研究刚体的平动和转动时，可以使用运动学的概念和方法来描 述物体的运动状态，而这些运动状态也可以通过静力学的方法进行分析。
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04
静力学在生活中的应用
建筑静力学
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研究建筑物的静态受力分析
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建筑静力学是静力学的一个重要应用领域，主要研究建筑 物的静态受力分析，以确保建筑物在建设和使用过程中的 安全性和稳定性。
总结词
涉及建筑结构的强度、刚度和稳定性
第一章静力学基本知识第一节力的概念第二节静力学公理-PPT精品
于一点，也不完全相互平行。
2020/8/1
• 第二节 静力学公理
• 1. 二力平衡公理 • 作用在同一刚体上的两个力，使刚体处
于平衡状态的必要与充分条件是：这两个力 大小相等，方向相反，作用线在同一直线上 。
注意：此公理中的平衡力作用于同一个物体。
2020/8/1
【知识链接】
图2.4 平衡力
2020/8/1
【知识链接】
• 如图2.9所示，在点作用一水平力 推车或 沿同一直线在点拉车，对小车的作用效果是一 样的。
2020/8/1
（a）
（b）
图2.9 力在变形体上沿作用线移动 （a）变形体受拉伸长（b）变形体受压缩短
• 4. 力的平行四边 形法则
• 作用于刚体上 同一点的两个力 ，可以合成一个 合力，合力也作 用于该点，合力 的大小和方向由 这两个力为邻边 所组成的平行四
（a）
图3.6 二力杆
图（ 2b） . 6 二 力 作 用 下 的
2.作用力与反作用力公理
作用力和反作用力总是同 时存在，两个力的大小相等， 方向相反，沿着同一直线，分 别作用在两个相互作用的物体 上。
注相作意互用：作力此用是公力分理的别说关作明系用了。在• 两作两2.作个用个物力物体和体间反上 的力，任何作用在同一用个物体上 的两个力都不是作用力力与反作用
•
如 图 3 . 4 所 示 ， 处
图2.5 二力构件
【知识链接】
• 应当注意，只有当 力作用在刚体上时二力 平衡公理才能成立，对 于变形体，二力平衡条 件只是必要条件，并不 是充分条件，例如，满 足上述条件的两个力作 用在一根绳子上，当这 两个力使绳子受拉时， 绳子才能平衡，如图所 示。如受等值、反向、 共2020线/8/1 的压力就不能平衡
2020/8/1
• 第二节 静力学公理
• 1. 二力平衡公理 • 作用在同一刚体上的两个力，使刚体处
于平衡状态的必要与充分条件是：这两个力 大小相等，方向相反，作用线在同一直线上 。
注意：此公理中的平衡力作用于同一个物体。
2020/8/1
【知识链接】
图2.4 平衡力
2020/8/1
【知识链接】
• 如图2.9所示，在点作用一水平力 推车或 沿同一直线在点拉车，对小车的作用效果是一 样的。
2020/8/1
（a）
（b）
图2.9 力在变形体上沿作用线移动 （a）变形体受拉伸长（b）变形体受压缩短
• 4. 力的平行四边 形法则
• 作用于刚体上 同一点的两个力 ，可以合成一个 合力，合力也作 用于该点，合力 的大小和方向由 这两个力为邻边 所组成的平行四
（a）
图3.6 二力杆
图（ 2b） . 6 二 力 作 用 下 的
2.作用力与反作用力公理
作用力和反作用力总是同 时存在，两个力的大小相等， 方向相反，沿着同一直线，分 别作用在两个相互作用的物体 上。
注相作意互用：作力此用是公力分理的别说关作明系用了。在• 两作两2.作个用个物力物体和体间反上 的力，任何作用在同一用个物体上 的两个力都不是作用力力与反作用
•
如 图 3 . 4 所 示 ， 处
图2.5 二力构件
【知识链接】
• 应当注意，只有当 力作用在刚体上时二力 平衡公理才能成立，对 于变形体，二力平衡条 件只是必要条件，并不 是充分条件，例如，满 足上述条件的两个力作 用在一根绳子上，当这 两个力使绳子受拉时， 绳子才能平衡，如图所 示。如受等值、反向、 共2020线/8/1 的压力就不能平衡
静力学基础PPT幻灯片
在笛卡尔坐标系中F的矢量式为
F Fxi Fy j Fzk
（1-2）
11
1.1 力与力的投影 直接投影法
直接投影法
若已知力F在直角坐标轴上的三个投影，其 大小和方向分别为：
F Fx2 Fy2 Fz2
（1-3）
cos Fx
F
cos Fy
F
cos Fz
F
（1-4）
光滑球铰链（球铰链）：一般用于空间问题。 光滑圆柱铰链（柱铰链）：用于空间和平面情形。
1.光滑球铰链约束：
A F
A
B
FAz
A
FAx
FAy
1.3 约束与约力
1.3.3 光滑铰链约束 2.光滑圆柱铰链约束：
F
Fy
Fx
1.3 约束与约束力
1.3.4 链杆约束
定义：两端用光滑铰链与物体连接，中间不受力（包括自重在内）的刚性 直杆称为链杆。一般用符号 F表A 示。
大小：标量， Fxy·h 转向：正负符号确定（逆时针为正/右手 螺旋）
方向：转轴轴线方向（确定）
单位：N·m
n
Oh
Fxy
注意：当力与轴平行（Fxy）或0 相交时（h=0），亦即力与
轴共面时，力对轴之矩等于零。
1.2 力矩与力偶
1.2.2 力对点之矩
在右图中，设力F的作用点为A，自空间任 一点O向A点作一矢径，用r表示，O点称 为矩心，力F对O点之矩定义为矢径r与F的 矢量积，记为 MO。(F )
M x (F ) yFz zFy M y (F ) zFx xFz M z (F ) xFy yFx
这说明，力对点之矩在过该点任意轴上的投影等于力对该点的轴之矩。
F Fxi Fy j Fzk
（1-2）
11
1.1 力与力的投影 直接投影法
直接投影法
若已知力F在直角坐标轴上的三个投影，其 大小和方向分别为：
F Fx2 Fy2 Fz2
（1-3）
cos Fx
F
cos Fy
F
cos Fz
F
（1-4）
光滑球铰链（球铰链）：一般用于空间问题。 光滑圆柱铰链（柱铰链）：用于空间和平面情形。
1.光滑球铰链约束：
A F
A
B
FAz
A
FAx
FAy
1.3 约束与约力
1.3.3 光滑铰链约束 2.光滑圆柱铰链约束：
F
Fy
Fx
1.3 约束与约束力
1.3.4 链杆约束
定义：两端用光滑铰链与物体连接，中间不受力（包括自重在内）的刚性 直杆称为链杆。一般用符号 F表A 示。
大小：标量， Fxy·h 转向：正负符号确定（逆时针为正/右手 螺旋）
方向：转轴轴线方向（确定）
单位：N·m
n
Oh
Fxy
注意：当力与轴平行（Fxy）或0 相交时（h=0），亦即力与
轴共面时，力对轴之矩等于零。
1.2 力矩与力偶
1.2.2 力对点之矩
在右图中，设力F的作用点为A，自空间任 一点O向A点作一矢径，用r表示，O点称 为矩心，力F对O点之矩定义为矢径r与F的 矢量积，记为 MO。(F )
M x (F ) yFz zFy M y (F ) zFx xFz M z (F ) xFy yFx
这说明，力对点之矩在过该点任意轴上的投影等于力对该点的轴之矩。
静力学的基本公理PPT课件
1.3 荷载、约束与约束力 动画
空间约束及其约束力
第47页/共85页
动画1.3 荷载、约束与约束力 插入端约束实例 第49页/共85页
动画1.3 荷载、约束与约束力 插入端约束受力的简化 第51页/共85页
动画1.3 荷载、约束与约束力 插入端约束实例 第52页/共85页
1.3 荷载、约束与约束力
公理3是力系进行简化的重要法则， 在等效的前提下，可用简单的力系替换复杂的力系。 注:公理3只适用于刚体，对变形体来说是不成立的。
推理一:力的可传性原理 作用于刚体上的力，可以沿其作用线移 到刚体内的另一点，而不改变其对刚体的 作用效果。
第15页/共85页
1.2 静力学的基本公理
推理一:力的可传性原理
第1章 静力学基础知识
1.1 静力学基本概念 1.2 静力学公理 1.3载荷、约束与约束力 1.4 力在坐标轴上的投影 1.5 力矩 1.6 力偶和力偶矩 1.7 物体的受力分析及受力图
第1页/共85页
第1章 静力学基础知识 1.1静力学基本概念
第2页/共85页
两类：
1.1 静力学基本概念
1、力的概念： （1）直接接触作用力；
公理4是一切物体系统受力分析的基础法则，其 表明作用力和反作用力总是成对出现、同时存在、 同时消失，且分别作用在不同的物体上。
公理5 刚化原理 若变形体在力系作用下能够维持平衡， 则可将变形体变形后的形态刚性化， 从而仍将其抽象为刚体的平衡。
公理5是变形体平衡的基础法则。
第17页/共85页
1.2 静力学的基本公理
（2）场下的相互作用力。
力的作用效应：
运动效应（外效应）；
力的三要素： 单位：
变形效应（内效应）。 大小，方向，作用点；
静力学 ppt课件
P
P
FN '
作用力和反作用力
(1) P 和 P’
FN (2) FN 和 FN’
P’
公理5：刚化原理
变形体在某一力系作用下处于平衡，若将该 物体刚化为刚体，则平衡状态保持不变。
该公理的作用为:刚体静力学的结果可用于变形 体。
§1-2 约束和约束力
一、有关概念
自由体: 非自由体（被约束体）: 研究对象
6、其它约束 (1)球 铰
FRy FRx
FRz
球 股骨
球窝 盆骨
盆骨与股骨之间的球铰连接
（2）止推轴承
FA y
A
A FA z
FA x
§1-3 研究对象、分离体、受力图
受力分析－过程与方法
确定研究对象 取分离体； 根据约束性质确定约束力； 画受力图。
受 力 分 析 示 例 (1)
W
取 分离 体
约束力的方向与所阻碍的位移方向相反
判别：二力杆 判别：三力汇交平衡
2、明确研究对象 研究对象的选取，要根据解题的需要，合理选择。
研究对象可以是单个物体，可以是由几个物体构成的 子系统，也可以是整体。
3、画研究对象受力图时要画上 （1）作用在研究对象上的所有主动力 （2）作用在研究对象上的所有约束反力
约束反力要画在被约束体和约束的接触处 （用约束反力代替原先的约束）
约束（约束体）： 对被约束体（研究对象）
的位移起限制作用的周围 物体
约束力：约束对被约束体（研究对象）的
作用力
约束力的方向：
与该约束所阻碍的位移方向相反
二、平面问题中的几种常见的约束 1、光滑接触面约束
光滑： 接触面之间无摩擦
约束力： 作用于接触点，沿二个接触面 的公法线方向（若为尖点和面 的接触，则沿该面的法线方向）
静力学PPT课件
1、当力与某轴垂直相交或垂直相错时， 此力对该轴的投影为零。
2、当力与某轴平行时，此力对该轴的投 影等于力的大小。
例例题题
求如图所示平面共点力系的合力。其中：F1 = 200 N，
F2 = 300 N，F3 = 100 N，F4 = 250 N。
F2 y
解： 根据合力投影定理，得合力在轴
x，y上的投影分别为：
2、约束反力特点：约束反力 F作用于柔索和物体的连 接处，方向沿柔索背离被 约束物体。
约束力方向与所能限制的物体运动方向相反。
F1
F1
F2 F2
二 ）光滑支承面约束 1、约束性质：限制物体沿接触面公法线且指向接 触面的平移受到限制。
2、约束反力特点：约束反力F 沿接触面公法线且
指向被约束物体。
约束反力特点：一般用两个未知的正交分力Fx、Fy 和一个未知的约束反力偶M来表示。
§1-6 受力分析与受力图
一、受力分析 解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物
体，即选择研究对象；然后根据已知条件，约束类型 并结合基本概念和公理分析它的受力情况，这个过程 称为物体的受力分析。
表示研究对象所受的全部力的图形为物体的受力图。 作用在物体上的力有两类：
B
Q
(2) 球A 受三个力作用：
TE
(3) 作用于滑轮C 的力：
A P
NF
E AF
P
G
C
D B
例题1-2 等腰三角形构架ABC 的顶点A、B、C 都用铰链连 接，底边AC 固定，而AB 边的中点D 作用有平行于固定边AC 的力F，如图1–13(a)所示。不计各杆自重，试画出ABx
Fx
作用点： 为该力系的汇交点 21
力的投影与分力的区别：
2、当力与某轴平行时，此力对该轴的投 影等于力的大小。
例例题题
求如图所示平面共点力系的合力。其中：F1 = 200 N，
F2 = 300 N，F3 = 100 N，F4 = 250 N。
F2 y
解： 根据合力投影定理，得合力在轴
x，y上的投影分别为：
2、约束反力特点：约束反力 F作用于柔索和物体的连 接处，方向沿柔索背离被 约束物体。
约束力方向与所能限制的物体运动方向相反。
F1
F1
F2 F2
二 ）光滑支承面约束 1、约束性质：限制物体沿接触面公法线且指向接 触面的平移受到限制。
2、约束反力特点：约束反力F 沿接触面公法线且
指向被约束物体。
约束反力特点：一般用两个未知的正交分力Fx、Fy 和一个未知的约束反力偶M来表示。
§1-6 受力分析与受力图
一、受力分析 解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物
体，即选择研究对象；然后根据已知条件，约束类型 并结合基本概念和公理分析它的受力情况，这个过程 称为物体的受力分析。
表示研究对象所受的全部力的图形为物体的受力图。 作用在物体上的力有两类：
B
Q
(2) 球A 受三个力作用：
TE
(3) 作用于滑轮C 的力：
A P
NF
E AF
P
G
C
D B
例题1-2 等腰三角形构架ABC 的顶点A、B、C 都用铰链连 接，底边AC 固定，而AB 边的中点D 作用有平行于固定边AC 的力F，如图1–13(a)所示。不计各杆自重，试画出ABx
Fx
作用点： 为该力系的汇交点 21
力的投影与分力的区别：
静力学基本知识PPT53页课件
对研究对象进行受力分析的步骤为： （1）取隔离体。将研究对象从与其联系的周围物
体中分离出来，单独画出。这种分离出来的研究对 象称为隔离体。
（2） 画主动力和约束反力。画出作用于研究对象 上的全部主动力和约束反力。这样得到的图称为受 力图或隔离体图。
【例2-2】小车连同货物共重W，由绞车通过钢丝 绳牵引沿斜面匀速上升。不计车轮与斜面间的摩擦， 试画出小车的受力图。
2.1 力的基本概念及力的效应
2.1.1 力的概念
（1）力的定义 力是物体间的相互机械作用。这种作用使
物体的运动状态或形状发生改变。
（2）力的三要素 力对物体的作用效应取决于力的大小、方 向和作用点，称为力的三要素。
（3）力的分类 集中力——当力作用的面积很小以至可以忽略
时，就可近似地看成一个点。作用于一点上的力称 为集中力，单位为N（牛顿）或kN（千牛顿）。
MO(F)＝ MO(Ft)＋MO(Fr) 因力Fr通过矩心O，故MO(Fr)＝0，于是
MO(F)＝ MO(Ft)＝－FtD2＝－（Fcos）D2 ＝－75.2Ｎm
2.5 力偶及力偶矩
2.5.1 力偶的定义 两个大小相等、方向相反且不共线的平行力组成
的力系称为力偶，记为（F，F′）。
力偶的作用面——力偶所在的平面。 力偶臂——组成力偶的两力之间的距离。
FT
FA
FB
（2） 光滑接触面
当两物体的接触面之间的摩擦力很小、可忽略不计， 就构成光滑接触面约束。光滑接触面只能限制被约束物 体沿接触点处公法线朝接触面方向的运动，而不能限制 沿其他方向的运动。因此，光滑接触面 的约束反力只能沿接触面在接触点处的 公法线，且指向被约束物体，即 为压力。这种约束反力 也称为法向反力。
静力学基础PPT课件
RA
C A
A
B
B
RB
第一章 静力学基础和物体的受力分析
§2–1 静力学公理
公理二 力平行四边形法则
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。
合力的大小由以两力的为邻边而作出的力平行四边形 的对角线来表示。
矢量表达式：F= F1+F2
F2
F
A F1
第一章 静力学基础和物体的受力分析
§2–3 结构及构件的受力图 检查下面的受力图有什么错误
思考题
第一章 静力学基础和物体的受力分析
§2–3 结构及构件的受力图
练习题
Q A
Pa B
B
A
C
P
对AB，BC
Q
FAx
FAy
Pa
FRB
FB’
FB
P FA
FC
第一章 静力学基础和物体的受力分析
§2–Байду номын сангаас 结构及构件的受力图
物体系的受力分析
例题2-3. 由水平杆AB和斜杆BC
方向：与被限制的位移方向相反 大小：由平衡方程确定 （5）主动力：约束反力以外的力 可事先测得的力，如推力、拉力、重力等
第一章 静力学基础和物体的受力分析
§2–2 三、常见几种约束类型
1、柔性约束：
荷载 约束 结构的计算简图
FT1
约束
A FT2
柔性约束的特点：
• 只能受拉，不能受压 • 只能限制沿约束的轴线伸长方向
构成的管道支架如图所示.在AB
A
杆上放一重为P的管道. A ,B,C
处都是铰链连接 .不计各杆的自
重 ,各接触面都是光滑的.试分别
画出管道O,水平杆AB,斜杆BC
C A
A
B
B
RB
第一章 静力学基础和物体的受力分析
§2–1 静力学公理
公理二 力平行四边形法则
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。
合力的大小由以两力的为邻边而作出的力平行四边形 的对角线来表示。
矢量表达式：F= F1+F2
F2
F
A F1
第一章 静力学基础和物体的受力分析
§2–3 结构及构件的受力图 检查下面的受力图有什么错误
思考题
第一章 静力学基础和物体的受力分析
§2–3 结构及构件的受力图
练习题
Q A
Pa B
B
A
C
P
对AB，BC
Q
FAx
FAy
Pa
FRB
FB’
FB
P FA
FC
第一章 静力学基础和物体的受力分析
§2–Байду номын сангаас 结构及构件的受力图
物体系的受力分析
例题2-3. 由水平杆AB和斜杆BC
方向：与被限制的位移方向相反 大小：由平衡方程确定 （5）主动力：约束反力以外的力 可事先测得的力，如推力、拉力、重力等
第一章 静力学基础和物体的受力分析
§2–2 三、常见几种约束类型
1、柔性约束：
荷载 约束 结构的计算简图
FT1
约束
A FT2
柔性约束的特点：
• 只能受拉，不能受压 • 只能限制沿约束的轴线伸长方向
构成的管道支架如图所示.在AB
A
杆上放一重为P的管道. A ,B,C
处都是铰链连接 .不计各杆的自
重 ,各接触面都是光滑的.试分别
画出管道O,水平杆AB,斜杆BC
《静力学基础知识》课件
在建筑稳定性分析中，需要运用静力 学的基本原理和方法，对建筑物的地 基承载能力、抗风能力、抗震能力等 进行评估和分析。
05
静力学中的问题与挑战
力矩平衡中的问题
平衡条件判断
在力矩平衡问题中，如何正确判 断系统是否处于平衡状态是一个
关键问题。
力矩分析
分析力矩时，需要确定力的作用点 和力臂，以正确计算力矩。
平衡条件的推导
通过力的合成与分解、力的矩 等基本原理，推导出平衡条件
。
平衡条件的分类：静态平衡、动态平衡
静态平衡
物体在力的作用下，处于静止状态， 此时平衡条件为合力为零。
动态平衡
物体在力的作用下，处于匀速直线运 动状态，此时平衡条件为合力矩为零 。
04
静力学应用
结构分析
结构分析是静力学的一个重要应用领域 ，主要研究结构的内力和变形。通过对 结构的静力分析，可以确定结构的承载 能力、稳定性以及在各种载荷下的响应
《静力学基础知识》ppt课件
contents
目录
• 静力学简介 • 力的基本性质 • 平衡状态与平衡条件 • 静力学应用 • 静力学中的问题与挑战 • 静力学的发展趋势与未来展望
01
静力学简介
静力学的定义
静力学
研究物体在力作用下处于平衡状态的性质和规律 。
平衡状态
物体保持静止或匀速直线运动的状态。
03
平衡状态与平衡条件
平衡状态的定义
平衡状态
物体在力的作用下，如果处于静 止或匀速直线运动状态，则称为 平衡状态。
平衡状态的条件
物体所受的合力为零，即合力矩 为零。
平衡条件的推导
01
02
03
04
静力学基本方程
静力学基础PPT课件
取隔离体
取隔离体：将所需研究构件从物体系统中分离 出来。这一过程需要解除约束，解除约束后的 构件称为隔离体或自由体 取隔离体的目的？
取隔离体是一内力外化方法，广泛应用于力学 分析
受力分析时一般会首先作整体分析
整体分析的目的？
第53页/共84页
分析受力
分析隔离体受力（包括主动力和约束力），特别是 确定各约束力的作用线和指向 ※约束力的分析步骤：
力矢量可在三维坐标系统内解析表达（两种方法）
第16页/共84页
实际载荷的简化 （表面力）
※ 载荷的分类
集
可 也分可为按体照积载荷力和的表作面用力方中式分为
静载F1 荷和动F2载荷
力
其中工程力学中涉及到的动载荷
主要为冲击载荷和交变载荷
汽车通过轮胎作用在桥面上的力
第17页/共84页
分 布 力
桥面板作用在钢梁的力
当约束力的作用线与指向仅凭约束性质不能确 定时，可将其分解为两个相互垂直的约束分力。
约束力的大小由平衡分析计算确定。
前述中有一些约束力无法简单确定的约束，其 约束力的确定需要考虑力系的简化问题。
第78页/共84页
受力分析的方法与过程
力使物体产生两种运动效应
若力的作用线通过物体的质心， 则力将使物体在力的方向平移
若力的作用线不通过 物体质心，则力将使物体既 发生平移又发生转动
第14页/共84页
力对物体的作用效应取决于力的大小、方向和作 用点三要素
力的大小反映了物体间相互作用的强弱程度。 单位为 “牛顿”简称“牛”，英文字母N和kN分 别表示牛和千牛
2．取隔离体 将圆柱体从所受的约束中
分离出来，即得到圆柱体的隔 离体。
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力。如下图所示。
光滑接触面约束与约束反力
三、光滑铰链约束
如下图所示，两个带有圆孔的物体，用圆
柱销联接，就构成了典型的铰链约束。所谓光滑
铰链是略去了销与孔壁间的摩擦。光滑铰链约束
的性质只能限制物体在垂直于销钉轴线平面内任
意方向的移动，不能限制物体绕销轴线的转动和
沿销轴线的移动。实质为光滑面的约束。
束反力，需要根据已知力，应用平衡条
件求解。为此，首先要确定构件受了几
个力，每个力的作用位置和力的作用方
向，这个分析过程称为物体的受力分析。
2.受力图：
为了清晰地表示物体的受力情况，我
们把需要研究的物体（称为受力体）从周
围的物体（称为施力体）中分离出来，单
独画出它的简图，这个步骤叫做取研究对
象或取分离体。画出分离体上所有作用力
位移不受限制的物体称为自由体。
位移受到限制的物体称为非自由体。对非
自由体的某些位移起限制作用的周围物体
称为约束。约束限制物体运动的力称为该
物体的约束反力。
一、柔索约束：
工程上常见的钢丝绳、传动带、
链条等都可以简化为柔索，柔索只能承
受拉力。所以柔索对物体的约束反力，
作用点在接触处，方向沿柔索背离物体，
工程上常见的铰链支座约束
⒈固定铰链支座
支座固定在支承面上，支座与物体的
联接采用铰链联接，其简图及约束反力的表
示方法如下图(ｂ)所示。
⒉ 活动铰链支座
在铰链支座下面装上几个滚轴，使它在支
承面上能任意移动，称为活动铰链支座其简化表
示及约束反力如下图所示。
四、固定端约束
一端固定、另一端
为自由的支座称为固定
恒为拉力（如下图）。通常用FT表示这
类约束反力。
柔索约束与约束反力
二、光滑接触面约
束
当两物体直接接触，并忽略接触处的摩擦时，
约束只能限制物体过接触点沿接触面公法线指向约束
物体的运动，而不能限制物体在接触面的切线方向的
运动，故约束反力必然过接触点的法向，并指向被约
束的物体，称为法向反力。通常用FN表示此类约束反
的图，称为物体的受力图。
画受力图的一般步骤为：
⑴ 画出分析对象的分离体简图；
⑵ 在简图上标上已知力；
⑶ 在简图上解除约束处画上约束反
此公理与二力平衡公理是有差别的，此公理叙述
了两个物体之间的相互作用的关系，而二力平衡
公理叙述了作用于同一刚体上的二力平衡条件。
【例1】细绳上端固定在天花板上，下端 悬挂一个电灯，如图所示。这时有几对作用力 和反作用力？
天花板对细绳的拉力 F N 细绳对天花板的拉力 F ´ N
细绳对电灯的拉力F
电灯对细绳的拉力F´
第二节 静力学基本公理
公理就是人类经过长期的观察和实践
积累起来的经验，加以概括和总结得到的结
论，它的正确性在实践中得到了验证，已被
人们公认为符合客观现实的真理。静力学公
理概括了力的一些基本性质，是建立静力学
理论的基础。
公理1：二力平衡公理
作用于一个刚体上的力，使刚体保
持平衡状态的必要与充分条件是：此二力
一个合力，合力也作用于该点，合力的大小和方向
由这两个力为临边所构成平行四边对角线来确定。
已知有两力F1、F2作用于Ｏ点，以F表示其合力，
则F＝F1＋F2
为求F大小与方向，可用几何作图法或几何
关系计算。
F1
O
F F2
推论２：三力平衡汇交定理 刚体受三个力 作用而平衡，若其中两力的作用线汇交于一点， 则此三力必共面，且作用线必汇交于一点。
F1
F1 O
A F
C
F2 B
F2
F3
1、依据力的可传性原理，下列说法正确的是（D ） A、力可以沿作用线移动到物体内的任意一点。 B、力可以沿作用线移动到任何一点。 C、力不可以沿作用线移动。 D、力可以沿作用线移动到刚体内的任意一点。
2、关于合力与分力，下列说法正确的是（C ） A、合力的大小一定大于每个分力的大小 B、合力的大小至少大于其中的一个分力 C、合力的大小可以比两个分力都大，也可以
地球对电灯的引力G 电灯对地球的引力G´
公理３：加减平衡力系公理
在任意一个已知力系上加上或减去任一
个平衡力系，不会改变原力系对刚体的作用。
推论1：力的可传递性原理
作用于刚体上的力，可沿其作用线滑移
到任一点，不会改变该力对该刚体的作用效果。
B
F2
F1 A
B
F2
A
公理４：力的平行四边形公理
作用于物体上同一点的两个力，可以合成为
C．飞行的网球不受力的作用
D．网球撞击球拍的力和球拍对网球的飞机事件。下 列关于小鸟和飞机相撞时的说法正确的是：C（ ）
A．小鸟受到的力大 B．飞机受到的力大 C．小鸟和飞机的受力一样大 D．主动撞击的一方产生的力大
第三节 约束和约束反力
比两个分力都小 D、合力不可能与其中的一个分力相等
3、某刚体连续加上（或减去）若干个平衡 力系，对该刚件的作用效应（A ）。
A．不变；
B．不一定改变；
C．改变；
D．可能改变
4、在网球运动中所涉及的物理现象解释正确的是（B ）
A．球拍对网球作用力的施力物体是人
B．网球与球拍撞击时，球拍发生形变是因为力改变了物 体的形状
大小相等、方向相反、作用在同一直线上
（简称二力等值、反向、共线）。如下图
所示，用矢量式表示F1=－F2。
请分析
下列情况，两力平衡了吗？为什么？
F1=5N
F2=5N
F1=3N
A
B
F1=5N
F2=5N
C
F1=5N D
F2=5N F2=5N
一降落伞重为50N，运动员在空中张开伞
匀速直线下降，在此过程中运动员和伞受到
端约束，它可以使构件
的某截面既不能转动(绕
垂直于载荷作用面的轴
转动)，又不能移动的支
座。如右图所示车床上
的刀架，夹紧工件的三
爪卡盘，均可简化为固
定端。因此，它的约束
反力是两个相互垂直的
分力NAX、NAY和一个阻
止转动的反力矩MA，如
右图所示。
第四节 物体的受力分析和受力
图
1.受力分析：
在工程实际中，为了求出未知的约
空气阻力的大小为750N ，则运动员重力为
（C）
A、750N
B、800N
C、700N
D、50N
F
G1 G2
公理2：作用与反作用公理
两个物体间的作用力与反作用力总是同时存
在，且大小相等、方向相反、沿着同一直线（简
称等值、反向、共线）分别作用在这两个物体上。
这个公理概括了自然界物体间相互作用的关
系，标明一切力都是成对出现的。这里应当注意，