静力学基本概念

（教师举例）

四、平衡

物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态

注：平衡是暂时的，相对的，绝对的平衡是不存在的

五、静力学公理：

1、二力平衡条件：等值、反向、共线（二力秆的受力）

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：这两个力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。

对于变形体而言，二力平衡公理只是必要条件，但不是充分条件。例如在绳索两端施加一对等值、反向、共线的拉力时可以平衡，但受到一对等值、反向、共线的压力时就不能平衡了。

二力杆：只在两点受两个力而处于平衡的构件。

（可弯，可直）

例:

（教师分析）

2、作用与反作用定律：等值、反向、共线、异体

两物体间的作用力与反作用力总是同时存在，两力的大小相等、方向相反、沿同一直线，分别作用在这两个物体上。

此公理说明力永远是成对出现的，物体间的作用总是相互的，有作用力就必有反作用力，它们互相依存、同时出现、同时消失，分别作用在相互作用的两物体上。

必须强调的是，作用力与反作用力公理中所讲的两个力，决不能与二力平衡公理中的两个力混淆，这两个公理有着本质的区别。

3、力的平行四边形法则：

作用在刚体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力的作用点也在该点，合力的大小、方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。如图所示，F R是F1和F2的合力。力的平行四边形公理符合矢量加法法则，即F R=F1+F2 。

图1-2

4、力的可传递性原理：

作用在刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移动到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用。如图所示的小车，在A 点作用力F和在B点作用力F对小车的作用效果是

相同的。

由此可见，对刚体而言，力的作用点不是决定力的作用效应的要素，它已为作用线所代替。因此作用于刚体上的力的三要素是：力的大小，方向和作用线。必须注意，力的可传性原理只适用于刚体。

作用于刚体上的力可以沿着其作用线滑移，这种矢量称为滑移矢量。

推论：

①、三力平衡汇交定理：（三力杆的受力）

在同一平面内，作用在刚体上三个相互平衡的力，若其中两个的作用线汇交于一点，则第三个力的作用线也必然通过该汇交点。如图a中所示的构件CD在C、B、D三点分别受到力的作用而处于平衡，C点的力F C必过B、D两点作用力的交点H。再如图b所示的杆件AB，A端靠在墙角，B端通过绳BC系住，A端所受墙角的作用力F N必过力G和力F T的作用线的交点。

a ) b)

②、加减平衡力系公理：（作用效果不变）

在已知力系上加上或者减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。

课堂练习：

（见试卷）

小结：

掌握力、刚体、平衡的概念;理解力的基本定理；能运用力的基本性质分析问题，解决问题。

作业：

1、图示结构在求铰链A和C的支反力时，能否将作用在CB杆上的力F沿其作用线移至AB杆上？为什么？

2、“凡是两端铰接的直杆都是二力杆。”这一说法对吗？

3、设在刚体上A点作用有F1、F2、F3三个力，如图所示。试讨论如三力均不为零，且F1与F2共线，刚体在这三力作用下能否平衡？

学后

反思