基本概念和物体受力分析优秀课件
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第2章——物体受力分析优秀课件
静力学公理——重温力的概念
公理4 作用与反作用公理
两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、沿同一条直线，分别作用在这两个物体上。
和作用点。
力的概念总结
力的定义：力(Force)是物体间相互的机械作用。
力对物体作用效应(Effect of an action )：
一是使物体的机械运动状态发生改变，叫做力的运动效应或 外效应。
二是使物体的形状发生改变，叫做力的变形效应或内效应。
第 2 章 结构计算简图 物体受力分析
力的三要素： 力的大小 、力的方向 、力的作用点 。
矢量（vector）：既有大小又有方向的物理量。运算按照平行四边形矢量
运算法则。
标量（scalar）：
定义A :标量是只有大小没有方向的物理量;
定义B:标量是可用正实数或负实数来表示的物理量。（严谨定义）
Force Definition
Force is a quantitative description of the interaction between two physical bodies, such as an object and its environment. Force is proportional to acceleration. In calculus terms, force is the derivative of momentum with respect to time.
Contact force is defined as the force exerted when two physical objects come in direct contact with each other. Other forces, such as gravitation and electromagnetic forces, can exert themselves even across the empty vacuum of space.
第章基本概念和受力分析ppt课件
约束力通过接触点,并指向球心,是一个不能预先确定的空间 力.可用三个正交分力表示．
（5）固定端(插入端)约束
约束特点：一个物体嵌固于另一个物体所构成的约束，这 种约束不仅限制物体在约束处的沿任何方向的移动，而且 限制物体在约束处的沿任何方向的转动．
（6）平面固定端约束
A
B
A
B
FAy MA A
FAx B
解： 绳子受力图如图（b）所示
梯子左边部分受力图 如图（Байду номын сангаас）所示
梯子右边部分受力图 如图（d）所示
整体受力图如图（e）所示
提问：左右两部分梯子在A处，绳子对左右两部分梯子均 有力作用，为什么在整体受力图没有画出？
如图所示结构，画AD、BC 的受力图。
P
A
C
D
B
P
A
C
D
FA
F'C
FC
C
FB B P
当主动力系为平面力系 时，约束力亦为平面力 系，通常简化为一对正 交力和一个力偶．
实例
固定铰链支座
活动铰链支座
总结
（1）光滑面约束——法向约束力 FN
（2）柔索约束——张力 FT
（3）光滑铰链——FAy , FAx
（4）滚动支座—— FN⊥光滑面
球铰链、止推轴承——空间三正交分力
固定端——力，力偶
当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的 大小与方向均有改变．
可用二个通过轴心的正交分力
Fx ,
Fy
表示．
（2）光滑圆柱铰链
约束组成：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成，如剪刀．
约束特点：只能限制物体沿 圆柱销的任意径向移动，不 能限制物体绕圆柱销轴线的 转动和平行于圆柱销轴线的 移动.
（5）固定端(插入端)约束
约束特点：一个物体嵌固于另一个物体所构成的约束，这 种约束不仅限制物体在约束处的沿任何方向的移动，而且 限制物体在约束处的沿任何方向的转动．
（6）平面固定端约束
A
B
A
B
FAy MA A
FAx B
解： 绳子受力图如图（b）所示
梯子左边部分受力图 如图（Байду номын сангаас）所示
梯子右边部分受力图 如图（d）所示
整体受力图如图（e）所示
提问：左右两部分梯子在A处，绳子对左右两部分梯子均 有力作用，为什么在整体受力图没有画出？
如图所示结构，画AD、BC 的受力图。
P
A
C
D
B
P
A
C
D
FA
F'C
FC
C
FB B P
当主动力系为平面力系 时，约束力亦为平面力 系，通常简化为一对正 交力和一个力偶．
实例
固定铰链支座
活动铰链支座
总结
（1）光滑面约束——法向约束力 FN
（2）柔索约束——张力 FT
（3）光滑铰链——FAy , FAx
（4）滚动支座—— FN⊥光滑面
球铰链、止推轴承——空间三正交分力
固定端——力，力偶
当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的 大小与方向均有改变．
可用二个通过轴心的正交分力
Fx ,
Fy
表示．
（2）光滑圆柱铰链
约束组成：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成，如剪刀．
约束特点：只能限制物体沿 圆柱销的任意径向移动，不 能限制物体绕圆柱销轴线的 转动和平行于圆柱销轴线的 移动.
《工程力学》第一章 静力学基础及物体受力分析
• 若两物体的接触面光滑，即摩擦对所研究 的问题不起主要作用而可忽略不计时，接 触面可视为“光滑”的。这种光滑接触面 约束不能阻止被约束物体沿接触面切线方 向的运动，而只能限制被约束物体沿接触 面公法线方向的运动。因此，光滑接触面 的约束反力只能是沿公法线而指向被约束 物体。这类约束反力称为法向反力，常用 字母N表示。
• 在工程实际中，为求未知约束反力，需依 据已知力应用平衡条件求解。为此，首先 要确定构件(物体)受有多少力的作用以及 各作用力的作用位置和力的方向。这个确 定分析过程称为物体的受力分析。
• 四、作用与反作用原理
• 任何二物体间相互作用的一对力总是等值、 反向、共线的，并同时分别作用在这两个 物体上。这两个力互为作用力和反作用力。 这就是作用与反作用原理。
• 五、刚化原理 • 当变形体在已知力系作用下处于平衡时，
若把变形后的变形体刚化为刚体，则其 平衡状态保持不变。这个结论称为刚化 原理。
合力，其合力作用点在同一点上，合力的方向 和大小由原两个力为邻边构成的平行四边形的 对角线决定（图1-4）。这个性质称为力的平 行四边形原理。其矢量式为
• 即合力矢R等于二分力F1和F2的矢量和。
图1-4
图1-5
• 推论：作用于刚体上三个相互平衡的力， 若其中二力作用线汇交于一点，则此三力 必在同一平面内，且第三力的作用线必定 通过汇交点。这个推论被称为三力平衡汇 交定理。
• 力对物体作用的效应取决于力的三个要素：力的大小、方向和作 用点。
• 力的作用点是指物体承受力的那个部位。两个物体间相互接触时 总占有一定的面积，力总是分布于物体接触面上各点的。当接触 面面积很小时，可近似将微小面积抽象为一个点，这个点称为力 的作用点，该作用力称为集中力；反之，当接触面积不可忽略时， 力在整个接触面上分布作用，此时的作用力称为分布力。分布力 的大小用单位面积上的力的大小来度量，称为载荷集度，用 q(N/cm2)表示。
• 在工程实际中，为求未知约束反力，需依 据已知力应用平衡条件求解。为此，首先 要确定构件(物体)受有多少力的作用以及 各作用力的作用位置和力的方向。这个确 定分析过程称为物体的受力分析。
• 四、作用与反作用原理
• 任何二物体间相互作用的一对力总是等值、 反向、共线的，并同时分别作用在这两个 物体上。这两个力互为作用力和反作用力。 这就是作用与反作用原理。
• 五、刚化原理 • 当变形体在已知力系作用下处于平衡时，
若把变形后的变形体刚化为刚体，则其 平衡状态保持不变。这个结论称为刚化 原理。
合力，其合力作用点在同一点上，合力的方向 和大小由原两个力为邻边构成的平行四边形的 对角线决定（图1-4）。这个性质称为力的平 行四边形原理。其矢量式为
• 即合力矢R等于二分力F1和F2的矢量和。
图1-4
图1-5
• 推论：作用于刚体上三个相互平衡的力， 若其中二力作用线汇交于一点，则此三力 必在同一平面内，且第三力的作用线必定 通过汇交点。这个推论被称为三力平衡汇 交定理。
• 力对物体作用的效应取决于力的三个要素：力的大小、方向和作 用点。
• 力的作用点是指物体承受力的那个部位。两个物体间相互接触时 总占有一定的面积，力总是分布于物体接触面上各点的。当接触 面面积很小时，可近似将微小面积抽象为一个点，这个点称为力 的作用点，该作用力称为集中力；反之，当接触面积不可忽略时， 力在整个接触面上分布作用，此时的作用力称为分布力。分布力 的大小用单位面积上的力的大小来度量，称为载荷集度，用 q(N/cm2)表示。
物体受力分析及平衡讲义课件(PPT16张)
•
5、禁止使用河豚鱼、毒蘑菇、发芽马 铃薯等 含有毒 有害物 质的食 品及原 料，餐 饮业禁 止使用 亚硝酸 盐。
•
6、豆浆、四季豆等生食有毒食物，应 按要求 煮熟焖 透，谨 慎提供 贝类、 海螺类 以及深 海鱼的 内脏， 有效预 防豆浆 、四季 豆、瘦 肉精、 雪卡毒 素等中 毒。
•
7.严防发生投毒事件。外部人员不得 随意进 入食品 加工出 售间， 注意炊 事人员 的思想 建设， 及时化 解矛盾 ，以免 发生过 激行为 。
Ａ．必定是OA Ｂ．必定是OB Ｃ．必定是OC Ｄ．可能是OB，也可能是OC。
A
图39
3：如图所示，一个半球形的碗放在桌
面上，碗口水平，O 点为其球心，碗的内表
面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，
线的两端分别系有质量为 m1 和 m2 的小球， 当它们处于平衡状态时，质量为 m1 的小球 与 O 点的连线与水平线的夹角为α＝60 。两
FN Ff
q
G
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【例3】如图所示，水平桌面上的物体A用细绳跨过定 滑轮和物体B相连,物体A向右运动，试分析物体A、B的受 力情况。
FN
F´T
A
Ff
FT
.
B
GA
GB
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练习
1. 画出图中O 点的受力图。 2. 画出汽车在平直公路上行驶时的受力图。
F1
F2
O
G
FN
F
•
2.将备用加热丝原样垂直装回。注意 ：加热 腔内壁 贴有绝 缘片， 安装时 请保证 绝缘片 紧贴腔 体内壁 。
•
3.确定加热丝已安放后，旋紧固定螺 丝，再 将导线 固定到 接线柱 上。
物体的受力及其分析PPT课件
32
第32页/共109页
3.平面力偶系的合成
平面力偶系：作用在物体同一平面上的多个力偶
平面力偶系可以合成为一个合力偶，合力偶的力偶 矩等于各分力偶矩的代数和。
M M M1 M2 Mn
i
33
第33页/共109页
五、力的平移定理
力可沿作用线移动，其效果不变。力平移后，效果变 （实例），但必平移，结果何如？
M = Fd
作用在刚体上某点的力，可以平移至刚体上任意一 点，但同时必须增加一个附加力偶，该力偶的力偶 矩等于原力对该点之矩。
一个力F 一个力F’ + 一个力偶
34
第34页/共109页
第二节 物体的受力分析与受力图 一、概念
自由体：位移不受限制、可以自由运动的物体叫自由体。
非自由体：位移受限制的物体叫非自由体。
15
第15页/共109页
2．投影的应用
(1)已知力求投影
(2)已知投影求力
F F 大小： F
2 2
x
y
tan F y Fx
方向：
及Fx、Fy正负确定。
16
第16页/共109页
3.合力投影定理
合力在某一轴的投影，等于各分力在同一轴上投影的代数和。
F FRx F1x F2x ... Fnx
41
第41页/共109页
中间铰链约束、固定铰链约束反力特征：通过铰
链中心，大小、方向均未确定。 一般用一对通过铰链中心，大小未知的正交分力来表 示。
但其中二力构件上的铰链， 其约束反力方向必通过两力 作用点的连线。
42
第42页/共109页
（2）可动铰链支座（辊轴支座）
结构：
约束反力特征：过铰链中心垂直于支承面而指向被约
第32页/共109页
3.平面力偶系的合成
平面力偶系：作用在物体同一平面上的多个力偶
平面力偶系可以合成为一个合力偶，合力偶的力偶 矩等于各分力偶矩的代数和。
M M M1 M2 Mn
i
33
第33页/共109页
五、力的平移定理
力可沿作用线移动，其效果不变。力平移后，效果变 （实例），但必平移，结果何如？
M = Fd
作用在刚体上某点的力，可以平移至刚体上任意一 点，但同时必须增加一个附加力偶，该力偶的力偶 矩等于原力对该点之矩。
一个力F 一个力F’ + 一个力偶
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第二节 物体的受力分析与受力图 一、概念
自由体：位移不受限制、可以自由运动的物体叫自由体。
非自由体：位移受限制的物体叫非自由体。
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2．投影的应用
(1)已知力求投影
(2)已知投影求力
F F 大小： F
2 2
x
y
tan F y Fx
方向：
及Fx、Fy正负确定。
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第16页/共109页
3.合力投影定理
合力在某一轴的投影，等于各分力在同一轴上投影的代数和。
F FRx F1x F2x ... Fnx
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中间铰链约束、固定铰链约束反力特征：通过铰
链中心，大小、方向均未确定。 一般用一对通过铰链中心，大小未知的正交分力来表 示。
但其中二力构件上的铰链， 其约束反力方向必通过两力 作用点的连线。
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（2）可动铰链支座（辊轴支座）
结构：
约束反力特征：过铰链中心垂直于支承面而指向被约
《受力分析》ppt课件
火箭发射
火箭发射利用了牛顿第三定律的反作用力 原理，通过燃料燃烧产生的高压气体推动 火箭升空。
06
力的合成与分解
力矩与力矩平衡
01
02
03
04
总结词
理解力矩的概念和计算方法， 掌握力矩平衡的条件。
力矩的定义
力矩是力和力臂的乘积，表示 力对物体转动作用的物理量。
力矩的计算
力矩等于力和力臂的乘积，计 算公式为M=FL。
详细描述
物体在斜面上会受到重力的作用，同时斜面会对物体产生支持力。此外，如果 斜面粗糙，还会产生摩擦力。在进行受力分析时，需将这三个力分别表示出 来，并利用平行四边形法则进行合成。
滑轮组中的物体受力分析
总结词
详细描述滑轮组的工作原理以及在滑轮 组中物体受到的拉力、支持力和摩擦力 的作用，如何利用滑轮组的特点进行受 力分析。
机器与机构设计
在设计机器和机构时，需要考 虑各个部件之间的力矩关系，
确保机器的正常运转。
THANKS
感谢观看
合力矩的概念
当物体受到多个力的作用时， 合力矩是指所有力矩的代数 和。
力矩的应用实例
总结词
了解力矩在实际生活和工程中 的应用，掌握常见问题的解决
方法。
杠杆平衡问题
利用力矩平衡条件解决杠杆平 衡问题，确定力和力臂的大小 。
旋转运动问题
通过分析物体受到的力矩，研 究物体的旋转运动状态，解决 相关问题。
整体法
总结词
将多个物体视为一个整体，对其所受外力进行分析的方法。
详细描述
整体法适用于研究多个物体间的相互作用。通过将多个物体视为一个整体，可以简化受力分析的过程，避免对每 个物体分别进行繁琐的分析。在整体法中，需要特别注意整体受到的约束力和外力，以及各个物体间的相互作用 力。
火箭发射利用了牛顿第三定律的反作用力 原理，通过燃料燃烧产生的高压气体推动 火箭升空。
06
力的合成与分解
力矩与力矩平衡
01
02
03
04
总结词
理解力矩的概念和计算方法， 掌握力矩平衡的条件。
力矩的定义
力矩是力和力臂的乘积，表示 力对物体转动作用的物理量。
力矩的计算
力矩等于力和力臂的乘积，计 算公式为M=FL。
详细描述
物体在斜面上会受到重力的作用，同时斜面会对物体产生支持力。此外，如果 斜面粗糙，还会产生摩擦力。在进行受力分析时，需将这三个力分别表示出 来，并利用平行四边形法则进行合成。
滑轮组中的物体受力分析
总结词
详细描述滑轮组的工作原理以及在滑轮 组中物体受到的拉力、支持力和摩擦力 的作用，如何利用滑轮组的特点进行受 力分析。
机器与机构设计
在设计机器和机构时，需要考 虑各个部件之间的力矩关系，
确保机器的正常运转。
THANKS
感谢观看
合力矩的概念
当物体受到多个力的作用时， 合力矩是指所有力矩的代数 和。
力矩的应用实例
总结词
了解力矩在实际生活和工程中 的应用，掌握常见问题的解决
方法。
杠杆平衡问题
利用力矩平衡条件解决杠杆平 衡问题，确定力和力臂的大小 。
旋转运动问题
通过分析物体受到的力矩，研 究物体的旋转运动状态，解决 相关问题。
整体法
总结词
将多个物体视为一个整体，对其所受外力进行分析的方法。
详细描述
整体法适用于研究多个物体间的相互作用。通过将多个物体视为一个整体，可以简化受力分析的过程，避免对每 个物体分别进行繁琐的分析。在整体法中，需要特别注意整体受到的约束力和外力，以及各个物体间的相互作用 力。
工程力学 第1章 基本概念与受力分析
第一篇 工程静力学 力系（forces system）是指作用于物体上的若干个力所形成的集合。
本篇主要研究三方面问题：物体的受力分析；力系的等效简化；力系的平衡条件及其应用。
工程静力学（statics）的理论和方法不仅是工程构件静力设计的 基础，而且在解决许多工程技术问题中有着广泛应用。
第1章 基本概念与物体受力分析方法 本章主要介绍静力学模型—物体的模型、连接与接触方式的模型、载荷与力的模型，同时介绍物体受力分析的基本方法。
§1-1 静力学模型 １－１－１ 物体的抽象与简化—刚体 １－１－２ 集中力和分布力 １－１－３ 约束 §1-2 力的基本概念 １－２－１ 力与力系 １－２－２ 静力学基本原理 §1-3 力对点之矩与力对轴之矩 １－３－１ 力对点之矩 １－３－２ 力对轴之矩 １－３－３ 合力矩定理 §1-4 工程常见约束与约束力 １－４－１ 单侧约束 １－４－２ 刚性约束（双侧约束） §1-5 受力分析与受力图 §1-6 结论与讨论 １－６－１ 本章最基本的概念 １－６－２ 本章最重要的方法１－６－３ 关于平衡原理 １－６－４ 关于静力学原理的适用性 习 题 本章正文 返回总目录第一篇 工程静力学 第1章 基本概念与物体受力分析方法 §１－１ 静力学模型 所谓模型是指实际物体与实际问题的合理抽象与简化。
静力学模型包括三个方面：l物体的合理抽象与简化。
l受力的合理抽象与简化。
l接触与连接方式的合理抽象与简化。
１－１－１ 物体的抽象与简化—刚体 实际物体受力时，其内部各点间的相对距离都要发生改变，这种改变称为位移（displacement）。
各点位移累加的结果，使物体的形状和尺寸改变，这种改变称为变形（deformation）。
物体变形很小时，变形对物体的运动和平衡的影响甚微，因而在研究力的作用效应时，可以忽略不计，这时的物体便可抽象为刚体(rigid body)。
《受力分析》PPT课件
A A
G
G
FBA
A A
B
F地B
GA
B
FAB GB 14
A
B
F
F地B
F地A
Ff
Ff A
F1 F2
B
F
GB GA
F
A
B
A B
FBA
A
Ff
F
GA
F地B
Ff地B B
F
FfAB FAB
GB
FBA
Ff A
F
Ff地B
F地B
B
FfAB
GA
FAB
h GB
15
在进行受力分析时，应注意：
• 1.防止“漏力”和“添力”：按正确顺序进 行受力分析是防止“漏力”的有效措施。 注意寻找施力物体，这是防止“添力”的 措施之一，找不出施力物体，则这个力一 定不存在。
h
1
一、复习基本知识
1．力
（1）定义： 力是物体间的相互作用。
（2）作用效果： 力是使物体运动状态发生变化的原 因；力是使物体发生形变的原因。
（3）力的三要素： 大小、方向和作用点 力的图示、力的示意图、用语
（4）力的表示方法： 言描述 （5）力的测量： 测力计（如弹簧秤）
h
2
一、复习基本知识
2．力学中的三种力
• 2.深刻理解“确定研究对象”的含意，题目 要求分析A物体受力，那么A物体对其它物 体的力就不是A所受的力。
h
16
力的个数 重力：有且仅有一个 弹力≤接触点个数 摩擦力≤弹力个数
h
17
受力分析口诀
• 认准对象找 重力 • 绕物一周找 弹力 • 合力分力莫重复 • 多漏错假要分清
《受力分析》课件
行四边形的对角线表示。
PART 04
动力学基础
质点和质点系的运动
质点
具有一定质量，在研究物体运动 时，其大小和形状可以忽略不计
的物体。
质点系的运动
由多个质点组成的系统，其整体运 动特性由各质点的运动共同决定。
运动学方程
描述质点或质点系位置随时间变化 的数学表达式。
动力的概念与牛顿运动定律
力的概念
三力平衡
作用于同一物体的三个力 ，如果能使物体保持平衡 状态，则这三个力构成三 力平衡。
三力平衡条件
作用于物体的三个力构成 一个平面力系，且合力为 零。
力的合成与分解
力的合成
01
将两个或多个力合成为一个力的过程。
力的分解
02
将一个力分解为两个或多个分力的过程。
力的合成与分解的平行四边形法则
03
力的合成与分解遵循平行四边形法则，即合力和分力可以由平
整体法
将相互作用的多个物体视为一个整体，分析其受力情况的方法。适用于分析外力 ，确定作用点。
假设法与实验法
假设法
根据物理现象和规律，对物体受力情 况进行假设，然后通过逻辑推理判断 假设是否成立的方法。适用于解决一 些难以直接分析的问题。
实验法
通过实验手段，测量物体受力情况的 方法。需要设计合理的实验方案和测 量方法，确保实验结果的准确性和可 靠性。
工程结构的安全性和稳定性依赖于精确 的受力分析。
VS
详细描述
在工程结构设计中，如桥梁、高层建筑和 道路等，需要对各种力和力矩进行详细分 析，以确保结构的稳定性和安全性。这需 要对材料力学、结构力学和静力学等知识 有深入的理解和应用。
机械系统中的受力分析
总结词
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F1＝－F2
思考：如何定义二 力杆？
■ 静力学公理三（力的可传性）
公理3 加减平衡力系原理
在已知力系上加上或减去任意平衡力系，并不改变 原力系对刚体的作用。
推理1 力的可传性
作用在刚体上的力—滑动矢量
■ 静力学公理三（力的可传性）
推理1 力的可传性:作用在刚体上的力可沿其作用线 任意滑动。
思考：上图中两力沿其作用线滑动后是否等效？
■基本概念1 ─刚体（区分）
变 形 体
对于塔吊和组成塔吊的每一根杆件
■基本概念1─刚体（区分）
刚 体
研究塔吊不致倾倒，确定所需配重
■基本概念2─力（定义）
力：物体间相互的机械作用。
力是矢量。F、 F、 F 表示。
力系：作用于物体上的一群力。
力的分类：集中力和分布力； 主动力和被动力；外力和内力等。
■基本概念2 ─力（分类）
集 中 力
concentrated force
汽车通过轮胎作用在桥面上的力
■基本概念2 ─力（分类）
分 布 力
distributed force
桥面板作用在钢梁的力
■基本概念 2─力（效应）
力的效应：外效应和内效应。 即运动效应和变形效应。
理论力学中只研究外效应。
■基本概念3 ─平衡
基本概念和物体受力分析
第1章 基本概念和物体受力分析
■ 基本概念 ■ 静力学公理 ■ 约束和约束力 ■ 物体的受力分析 ■ 练习和讨论
■基本概念 1─刚体（实例）
F
F´
刚
体
F
F´
■基本概念1 ─刚体（变形体实例）
F
F´
变 形 体
■基本概念1 ─刚体（定义）
❖ 刚体：在力作用下，大小、形状不变的物体。 ❖ 一个理想化的力学模型。 ❖ 静力学的研究对象。 ❖ 变形体则在材料力学等学科中研究。
★常见约束类型和约束力特点
1光滑接触面 2柔性约束 3光滑圆柱铰链 4滚动支座 5光滑球铰链 6二力杆 7固定端 8其它
1光滑接触面(Smooth surface ) （动画）
1光滑接触面(Smooth surface )
（动画）
光滑面约束反力特点：方向沿接触面公法线，指向物体 。
2.柔性约束(Flexible constraint )
缆索
柔束反力特点：方向沿索指向背离物体。
3.光滑圆柱铰链约束(smooth cylindrical pin )
3.光滑圆柱铰链约束(中间铰)
中间铰
3.光滑圆柱铰链约束(反力特点)
反力特点：用x和y方向的两个分力表示。
3.光滑圆柱铰链约束(向心轴承)
向心（径向）轴承
4.滚动支座
4.滚动（辊 轴）支座（又称可动铰)
D
F
A
BB E C
练习2
画各杆的受力图 （不计自重）
D
F
A
P
BB E
C
练习3
画出AB、BC、AD、AC 销钉A及整体受力图。未 画重力的物体的重量均不 计。
■ 练习和讨论
★ 分析下列结构中各构件的受力; 讨论哪些构件属于二力构件与 三力汇交
本章作业
哈工大理论力学第六版 思考题1-5 习题1-1(d)(g)(l) 习题1-2(d)(e)(f)(i)(k)
W
FRA
FRB
取 画 隔 受 离 力图体
例2 画弯杆受力图
例2 画取 受隔 力离 图体
F1
F2
FAy FAx
F3 FRB
■ 物体的受力分析（小结）
画受力图的步骤 ：
☆ 选研究对象，取隔离体； ☆ 确定主动力或外加荷载； ☆ 根据约束性质确定约束力； ☆ 注意协调关系。
例3
1.画出圆盘的受力图；
2. AB 杆+BC 杆受力图； 3. AB 、BC 杆FR2
FR1
例3
例3
AB+B C杆的受力图
B C杆的受力图
例3
FBx FBy
FBy ´ FBx ´
例3（简化）
二力杆
例3（简化）
FR1 ´
三力汇交
■ 练习和讨论（练习1）
画BC、AB、整体的受力图 （不计自重）
■ 静力学公理三（三力平衡汇交）
推理2 三力平衡汇交定理
当刚体受到同平面内不平行的三力作用而平衡时 ，三力的作用线必汇交于一点 。
■ 静力学公理四
公理4 作用与反作用定律
两物体间的相互作用力，大小相等，方向相反 ，作用线沿同一直线，分别作用在两个相互作用 的物体上。
FN A FN A
■ 静力学公理四
辊轴
(roller support)
5.球铰（链）(ball-socket joint)
F Rz
F Rx
F Ry
6.二力杆（two-force member)
二力杆：只有两处受力的平衡杆件。
7.固定端(fixed ends)
8.止推轴承等
8.止推轴承等
■ 物体的受力分析
例1
W
画球受力图
例1
❖ 平衡：物体相对于惯性参考系保持静止或 匀速直线运动。 惯性参考系：地心参考系和日心参考系。
■ 静力学公理
公理1 力的平形四边形法则
矢量表达式为:
FR F1 F2
力三角形法则
■ 静力学公理一（思考）
思考：图示刚体受5个共点力作用， 如何合成？
力多边形
■ 静力学公理二（二力杆）
公理2 二力平衡条件
公理5 刚化公理
变形体在某一力系作用下处于平衡时，如将其刚 化为刚体，其平衡状态保持不变。
■ 约束和约束力(自由体)
·自由体（非自由体） ：位移不受(受） 限制的物体。
自由体
非自由体
■ 约束和约束力(定义)
约束 (constraint) ：对非自由体的某些位移起 限制作用
的周围物体。
约束力(constraint force)或约束反力：约束作用于被约束物体 上的力。约束力的方向总是和所能够阻碍的位移方向相反。
思考：如何定义二 力杆？
■ 静力学公理三（力的可传性）
公理3 加减平衡力系原理
在已知力系上加上或减去任意平衡力系，并不改变 原力系对刚体的作用。
推理1 力的可传性
作用在刚体上的力—滑动矢量
■ 静力学公理三（力的可传性）
推理1 力的可传性:作用在刚体上的力可沿其作用线 任意滑动。
思考：上图中两力沿其作用线滑动后是否等效？
■基本概念1 ─刚体（区分）
变 形 体
对于塔吊和组成塔吊的每一根杆件
■基本概念1─刚体（区分）
刚 体
研究塔吊不致倾倒，确定所需配重
■基本概念2─力（定义）
力：物体间相互的机械作用。
力是矢量。F、 F、 F 表示。
力系：作用于物体上的一群力。
力的分类：集中力和分布力； 主动力和被动力；外力和内力等。
■基本概念2 ─力（分类）
集 中 力
concentrated force
汽车通过轮胎作用在桥面上的力
■基本概念2 ─力（分类）
分 布 力
distributed force
桥面板作用在钢梁的力
■基本概念 2─力（效应）
力的效应：外效应和内效应。 即运动效应和变形效应。
理论力学中只研究外效应。
■基本概念3 ─平衡
基本概念和物体受力分析
第1章 基本概念和物体受力分析
■ 基本概念 ■ 静力学公理 ■ 约束和约束力 ■ 物体的受力分析 ■ 练习和讨论
■基本概念 1─刚体（实例）
F
F´
刚
体
F
F´
■基本概念1 ─刚体（变形体实例）
F
F´
变 形 体
■基本概念1 ─刚体（定义）
❖ 刚体：在力作用下，大小、形状不变的物体。 ❖ 一个理想化的力学模型。 ❖ 静力学的研究对象。 ❖ 变形体则在材料力学等学科中研究。
★常见约束类型和约束力特点
1光滑接触面 2柔性约束 3光滑圆柱铰链 4滚动支座 5光滑球铰链 6二力杆 7固定端 8其它
1光滑接触面(Smooth surface ) （动画）
1光滑接触面(Smooth surface )
（动画）
光滑面约束反力特点：方向沿接触面公法线，指向物体 。
2.柔性约束(Flexible constraint )
缆索
柔束反力特点：方向沿索指向背离物体。
3.光滑圆柱铰链约束(smooth cylindrical pin )
3.光滑圆柱铰链约束(中间铰)
中间铰
3.光滑圆柱铰链约束(反力特点)
反力特点：用x和y方向的两个分力表示。
3.光滑圆柱铰链约束(向心轴承)
向心（径向）轴承
4.滚动支座
4.滚动（辊 轴）支座（又称可动铰)
D
F
A
BB E C
练习2
画各杆的受力图 （不计自重）
D
F
A
P
BB E
C
练习3
画出AB、BC、AD、AC 销钉A及整体受力图。未 画重力的物体的重量均不 计。
■ 练习和讨论
★ 分析下列结构中各构件的受力; 讨论哪些构件属于二力构件与 三力汇交
本章作业
哈工大理论力学第六版 思考题1-5 习题1-1(d)(g)(l) 习题1-2(d)(e)(f)(i)(k)
W
FRA
FRB
取 画 隔 受 离 力图体
例2 画弯杆受力图
例2 画取 受隔 力离 图体
F1
F2
FAy FAx
F3 FRB
■ 物体的受力分析（小结）
画受力图的步骤 ：
☆ 选研究对象，取隔离体； ☆ 确定主动力或外加荷载； ☆ 根据约束性质确定约束力； ☆ 注意协调关系。
例3
1.画出圆盘的受力图；
2. AB 杆+BC 杆受力图； 3. AB 、BC 杆FR2
FR1
例3
例3
AB+B C杆的受力图
B C杆的受力图
例3
FBx FBy
FBy ´ FBx ´
例3（简化）
二力杆
例3（简化）
FR1 ´
三力汇交
■ 练习和讨论（练习1）
画BC、AB、整体的受力图 （不计自重）
■ 静力学公理三（三力平衡汇交）
推理2 三力平衡汇交定理
当刚体受到同平面内不平行的三力作用而平衡时 ，三力的作用线必汇交于一点 。
■ 静力学公理四
公理4 作用与反作用定律
两物体间的相互作用力，大小相等，方向相反 ，作用线沿同一直线，分别作用在两个相互作用 的物体上。
FN A FN A
■ 静力学公理四
辊轴
(roller support)
5.球铰（链）(ball-socket joint)
F Rz
F Rx
F Ry
6.二力杆（two-force member)
二力杆：只有两处受力的平衡杆件。
7.固定端(fixed ends)
8.止推轴承等
8.止推轴承等
■ 物体的受力分析
例1
W
画球受力图
例1
❖ 平衡：物体相对于惯性参考系保持静止或 匀速直线运动。 惯性参考系：地心参考系和日心参考系。
■ 静力学公理
公理1 力的平形四边形法则
矢量表达式为:
FR F1 F2
力三角形法则
■ 静力学公理一（思考）
思考：图示刚体受5个共点力作用， 如何合成？
力多边形
■ 静力学公理二（二力杆）
公理2 二力平衡条件
公理5 刚化公理
变形体在某一力系作用下处于平衡时，如将其刚 化为刚体，其平衡状态保持不变。
■ 约束和约束力(自由体)
·自由体（非自由体） ：位移不受(受） 限制的物体。
自由体
非自由体
■ 约束和约束力(定义)
约束 (constraint) ：对非自由体的某些位移起 限制作用
的周围物体。
约束力(constraint force)或约束反力：约束作用于被约束物体 上的力。约束力的方向总是和所能够阻碍的位移方向相反。