推荐-理论力学课件 静力学 精品

F
A1
F2
= A A2
A
A3 F3
A3 F3
思考：三个 力平衡时， 一定汇交于 同一点吗？
§1–3 静力学公理
公 理
公理四(作用和反作用公理)
任何两个物体相互作用的力，总是大小相等，作用线 相同，但指向相反，并同时分别作用于这两个物体上。
在画物体受力图时要注意此公理的应用．
思考：公理4与公理2的区别是什么？
难点： （1） 约束的概念及其特征；
（2） 物体系的受力分析及其受力图。
§1–1 刚 体
§1–1 刚 体 刚体——在外界的任何作用下形状和大小都始终保持
不变的物体。 或者在力的作用下，任意两点 间的距离保持不变的物体。
刚体是一种理想的力学模型。 刚体是实际物体和构件的抽象和简化。
一个物体能否视为刚体，不仅取决于变形的大 小，而且和问题本身的要求有关。 例如：研究飞机整体运动；机翼的强度或者刚度
基本概念
§1–4 约束和约束反力
约束的作用： （1）限制物体的运动规律，如火车的运动轨迹只能 是轨道曲线。 （2）限制是通过力的作用实现。
约束力的方向确定： 必与该约束所能够阻碍的物体运动方向相反。 大小——未知；作用点——接触处。
§1–4 约束和约束反力
2. 常见的几种类型的约束 柔绳、链条、胶带构成的约束
=
A
B F1
F F2
=
A
F1 B A
F1 = －F2 = F
作用在刚体上的力是滑动矢量，其力的三要素为大小、方向和作用线．
§1–3 静力学公理
推论2 (三力汇交定理)
公 理
当刚体在三个力作用下平衡时，若其中两力的作用
线汇交于某点，则此三力必在同一平面内，且第三个力
的作用线必定也通过这个点。
证明：
F1
F
5. 力的单位 —— 在国际单位制中，力的单位是牛顿 (N) 1 N= 1千克•米/秒2（kg•m/s2 )。
§1–3 静力学公理
§1–3 静力学公里
§1–3 静力学公理
1. 基本概念
1.力系
定义: 指作用于物体上的一群力.
分类:
平面汇交力系
空间汇交力系
平面力系
平面平行力系 空间力系
平面力偶系
静力学
★ 刚体静力学的三类问题： （1）物体的受力分析； （2）力系的等效替换（或简化）； （3）力系平衡条件的建立及应用。
第一章 静力学公理和物体
的受力分析
第一章 静力学的基本概念 和公理
第一章 静力学的 基本概念
和公理
静力学
§1– 1 刚
体
§1–2 力
§1–3 静 力 学 公 理
§1–4 约 束 和 约 束 反 力
空间平行力系 空间力偶系
平面任意力系
空间任意力系
基本概念
2.平衡 指物体相对于地面静止或做匀速直线运动。绕某一定轴匀 角速转动是平衡吗？
3.平衡力系 在这样一群力作用下物体能处于平衡.
4.等效力系 作用在物体上的力系,如果可以用一个适当的力系来代替, 而外效应相同,那么这两个力系互为等效力系.
5.合力 如果一个力和一个力系等效则称这个力为该力系的合力.
柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束 物体,为拉力，用F或FT表示。
常见约束
§1–4 约束和约束反力
柔绳、链条、胶带构成的约束
§1–2 力
§1–2 力
§1–2 力
1.力的定义 力是物体相互间的机械作用，其作用结
果使物体的形状和运动状态发生改变。
2. 力的效应
外效应—改变物体运动状态的效应。
内效应—引起物体变形的效应。材料力学 大小
3. 力的三要素
方向 作用点
确定力的必要因素
§1–2 力
4. 力的表示法 ——力是一矢量，用数学上的矢量 记号来表示，如图。
6.分力 力系中的各力称为该合力的分力.
§1–3 静力学公理
公 理
2.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。
即，合力为原两力的矢量和。
F2
FR
矢量表达式：FR= F1+F2 亦可用力三角形求得合力矢
A
F1
§1–3 静力学公理
力三角形法
F2
FR
A
A F1
FR F2
F1
F2 A
公 理
F1 FR
思考:1、合力是否一定大于分力？
2、
？
公理三
§1–3 静力学公理
公理2 二力平衡条件 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：这两个力的大小相等，方向相反，且 作用在同一直线上。
使刚体平衡的
充分必要条件： F1 F2
最简单力系的平衡条件
公理一 • 公理二
公理3 加减平衡力系原理
在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，而不改变原力系对 刚体的作用。（力系等效替换的依据）
推论1 (力的可传性)
作用于刚体上的力，其作用点可以沿作用线在该刚体内前后任 意移动，而不改变它对该刚体的作用。
B
F
§1–5 受 力 分 析 和 受 力 图
第一章 静力学的基本概念 和公理
本章学习指导
学习目标：
（1） 理解力、刚体、平衡、约束等基本概念和静力学基本公理； （2）掌握常见约束的特征及约束力的表示方法； （3）能正确地对单个物体及物体系进行受力分析并画出受力图。
重点：
（1） 力、刚体、平衡、约束等的概念；静力学公理及其应用； （2） 常见约束的特征及约束力的画法； （3）受力分析及其受力图。
公理四 • 公理五
§1பைடு நூலகம்3 静力学公理
公 理
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） 反之不一定成立：
刚化为刚体（仍平衡）
刚体（受压平衡）
柔性体（受压不能平衡）
公理四 • 公理五
说明：
★ 刚化原理是一个基于经验的基本假设； ★ 刚化原理建立了刚体静力学和变形体静力学之 间的联系；
★ 刚化原理表明，刚体的平衡条件是变形体平衡 的必要条件，而非充分条件。
思考
1、只适用于刚体的公理有哪些？ 公理2 二力平衡条件和 公理3 加减平衡力系公理
2、图中A、B均为刚体，力的可传性定理是否适用于图 中的力F？
§1–4 约束和约束力
§1–4 约束和约束反力
1. 基本概念 自由体 ——可以任意运动（位移不受限制）的物体。 非自由体 ——运动(位移)受到某些限制的物体。 约 束——对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体 约束力 —— 约束对被约束物体的作用力。 主动力 —— 主动地使物体产生运动或使物体有运动 趋势的力，即约束力以外的力。