力和平衡的概念(2)

汽车通过轮胎作用在 桥面板作用在钢梁 桥面上的集中力模型 的分布力模型
4、力的表 力是一矢量，可用一带箭头的有向线段来表示 示：
A、B——力的作用 点 a————力的方位 箭头——力的指向 AB长度——力的大 小 虚线——力的作用线
5、力矢量的记号
B F
Aa
6、力的单位:
在国际单位制中，力的单位是牛顿(N)；常用单位 kN。
使刚体平衡的充分必要条件:
F1 F2
二力构件——受两个力作用而处于平衡状态的构件（两点 受力处于平衡状态）。 二力杆 ——受两力作用且平衡的杆件。
注：公理2是最简单力系的平衡条件
公理3 加减平衡力系公理
在已知力系上加上或减去任一平衡力系，并不改 变原力系对刚体的作用效应。
推论1 力的可传性原理
实际工程中的荷载根据其不同特征主要有下列分类：
1、按荷载作用在结构上的时间长短分为恒载和活载
2、按荷载作用在结构上的性质分为静荷载与动荷载 3、按荷载作用在结构上分布情况分为集中荷载与分布荷载
集中荷载与均匀线分布荷载是后面章节中经常会遇到的荷载类型。
【课后作业】思考题1-1 、1-2、1-3 【预习】约束与约束反力
分力——一个力等效于一个力系，则力系中的各力 为该合力的分力。
平衡条件：力系-------平衡力系
第二节 静力学公理
公理1 ： 力的平行四边形法则
作用在物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，合力的大小和方向， 由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。
F1
FR
A
F2
合成解答唯一
实践证明，力对物体的作用效应决定于三个要素
2、力的三要素—大小、方向、作用点。
力的大小是指物体间相互作用的强弱程度。 力的方向包含方位和指向两个含义。 力的作用点是指力对物体作用的位置。 在力的三要素中，当其中任一要素发生改变时， 力对物体的作用效应也随之改变。
3、力按作用位置分类： 集中力 分布力
公理5 刚化原理
变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形 体刚化为刚体，其平衡状态保持不变。
柔性体（受拉力平衡） 刚化为刚体（仍平衡） 反之不一定成立，如：
刚体（受压平衡）
柔体（受压不平衡）
注：它建立了刚体力学与变形体力学的联系。
第三节 荷载的概念及其分类
荷载通常指作用在结构上的主动力。如结构的自重、水 压力、土压力、风压力以及人群、货物的重量、吊车轮压 等，它们在结构荷载规范中统一称为直接作用。
分解解答无数（分解唯一需加条件）
常分解为两个相互垂直的分力（正交分解）
FR
F2 O F1
对其他矢量亦适用
FR
F1
A
力的平行四边形法则 力的三角形法则
注：公理1是力系合成与分解的基础。
公理2 二力平衡公理 作用在同一刚体上的两个力，使刚体保持平衡的
必要且充分条件是：这两个力大小相等、方向相反、 且作用在同一条直线上。
二、刚体的概念
刚体——是指在任何力的作用下都不发生变形的物体 （理想模型）
三、平衡的概念
平衡——是指物体相对地面处于静止或作匀速直线运动。
四、力系的概念： 力系——是指作用于物体上的一群力。
平衡力系——使物体处于平衡状态的力系。 等效力系——对物体的作用效果相同的两个力系。
合力——能与一个力系等效的一个力。
作用于刚体上某点的力，可沿其作用线移到该刚体内
任意一点，而不改变该力对刚体的作用效应。
F2
F2
F B=
A
F
A
F1 B
=
A
B
作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为 大小、方向和作用线。
注：公理3与推论1是力系等效代换和简化的主要依据。
推论2 三力平衡汇交定理
作用于刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力 的作用线汇交于一点，则此三力必在同一平面内，且 第三个力的作用线通过汇交点。
教学 静力学基本公理 难点
问题的提出
力对物体的作用
导入新课
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第一节 静力学的基本概念
一、力的概念
1、力：物体与物体之间的相互机械作用
(1)作用效应 ：使物体的运动状态发生改变---外效应 （运动效应）——理论力学研究 使物体的形状和大小发生变化---内效应（变形效 应）——材料力学；结构力学；弹性力学研究 (2)作用方式：相互接触与不相互接触（场）
注：推论2可以确定未知力的方位。
注：矢量一般包含两个未知数
公理4 作用和反作用定律
作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，两 力等值、反向、共线，分别作用在相互作用的两个 物体上。
注意点： 1、作用力与反作用力是作用在相互作用
的两个物体上。 2、平衡的情况则是作用在同一个刚体上。
注：公理4是研究物体系统受力分析的基础。
南充职业技术学院土木工程系建筑力学多媒体课件
任课 教师
陈德先
授课 12造价 班级 与建筑
授课 时间
20Hale Waihona Puke Baidu3/9
学 时
2
课 题
教学 方法
教学 目的
教学 重点
力与平衡的概念 ；静力学基本公理 课型 新授课
讲授法、任务导向教学法、启发式教学法 掌握力、刚体与平衡的概念；熟悉静力学基本公理； 了解力系有关定义；荷载的概念及其分类。 力、刚体与平衡的概念