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1、规则三管轮静力学知识点解析第一章静力学基本概念和公理静力学研究刚体平衡时作用在物体上的力所应满足的条件. （F=0，M=0 ）第一节基本概念刚体的概念刚体 - 在力的作用下不会发生变形（大小和形状不会发生变化）的物体。或者说刚体指任何情况下，体内任意两点间的距离不会发生改变。实际上并不存在真正的刚体。任何物体受力后都会发生变形，但日当变形量十分微小，略去变形水会对研究结果有显著影响，同时能大大减少问题的复杂性，则将物体抽象为刚体不仅合理且必要。 如一般桥梁、 厂房内的吊车梁大栽荷和自重作用下，通常产生铅垂方向的最大挠度不允许走过梁跨度的1/700 1/500 。平衡的概念物体相对于周围物体（一
2、般指地球），保持静止 或匀速直线运动。力的概念力学中的一个基本量。1、 力的定义 ：力是物体之间相互的机械作用仅仅是位置发生变化， （单个物体不存在力，因此，有物体存在，不一定有力存在，力不是物体的固有属性。可由效应讲机械两字含义。2、 力的效应：外效应：使物体的运动状态（平移和转动）发生改变。内效应 ：使物体的形态（形状和大小）发生改变。平移和转动 在运动过程中， 若刚体上 任一 直线始终与原来的位置保持平行，则为刚体的平行移动，简称平动。有直线平移和曲线平移,任一点运动状态相同。在运动过程中，若刚体内某一直线始终保持不动，则为定轴转动，简称转动。不动的直线为固定转轴。注意：刚体无内效应。物
3、体的运动状态变化则必受到力，物体形状发生变化必受到力。3、力的三要素:方向、大小、作用点只要其中任何一个要素发生改变，都将改变力对物体的作用效应。因此， 作用于物体上的力是定位矢量。只要物体的运动状态变化或物体发生变形, 则必有力的作用. 力等效和条件: 力的三要素相同. 4、力的表示方法：力是一个既有大小又有方向的物理量，因此，力是矢量。、一条有向线段来表示。通过作用点沿力方向的直线为作用线。作用线表示其方位，箭头表示其指向；用线段的长度（按一定的比例尺）表示力的大小。线段的起点或终点表示力的作用点，、矢量表达式：F=Fxi+F yj ，其中 ：Fx，Fy分别表示力 F在坐标轴 x，y上的投
4、影； i ，j 分别为坐标轴 x，y上的单位矢量。 （投影：过力矢两端向坐标轴引垂线，线段的长度为投影的大小，起点到终点的指向与坐标轴正向相同为正，反之为负。故投影是个代数量。）由力的矢量表达式，可知力的大小和方向为：22,xyFFFyxF方向为:tan=F4、力的单位 ：N或kN，1kgf=9.8N 5、力的分类 ：按照力的相互作用的范围区分，力可以分为集中力 与分布力 两类。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 集
5、中力 ：可以看作作用于物体某一点上的力。实际上两物体接触处总会占有一定的面积，力总是分布地作用于物体的一定面积上的，如果这个面积很小，则可将其抽象为一个点。分布力 ：指在整个接触面积上分布作用的力（指接触面积比较大的情况）。能看成作用在一个点上。 船体受到水的压力。、常见的力重力 : 定义 由于地球的吸引力而产生的力. 三要素 : 方向 : 竖直向下，非垂直向下。大小 : G=mg 作用点 : 重心弹力 : 定义 两个物体相互接触并产生弹性变形时，产生一种恢复原来形状的作用力。三要素 : 方向 : 与弹性变形的方向相反大小 : 在弹性变形范围内，变形越大，弹力越大。F=kx 作用点 : 接触点
6、摩擦力 ：定义 相互接触的物体之间，有相对运动或有相对运动趋势时，则接触面上产生的力。三要素 : 方向 : 沿着接触面的切线方向。与物体的相对运动方向或相对运动趋势相反。大小 : Ff=Nf 作用点 : 接触点、力系力系： 同时 作用在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： 若一个力系对物体的作用可用另一个力系代替，而不改变原力系对物体的作用效果。合力：如果一个力与一个力系等效，则这个力为这个力系的合力。力系中的力为合力的分力。按作用线间的关系分为：特殊力系平行力系汇交力系一般力系：既不平行也不汇交的力系。按位置分 : 平面力系：作用线在同一平面内的力系。空间力系：不在同
7、一平面内的力系。力矩移动效应取决于力，转动效应取决于力矩。力对物体的转动效应除与力的大小有关外，与转动中心到力作用线的距离有关，还与转动的方向有关。力矩的概念：矩心（转动中心），力臂 （矩心到力作用线的距离） 用力与力臂的乘积再加上正负号表示力F使物体绕 O 点转动的效应。在平面力系中, 力对某点的力矩是个代数量,逆时针为正，顺时针为负。mo（F）=Fd。引申： 力沿作用线移动时，不会改变该力对矩心的力矩。当力的作用线通过矩心时，力矩为零。互成平衡的一对力, 对同一点的力矩为零. 力矩的大小与矩心位置有关. 力偶的概念 ：等值、 平行反向、不共线的两个力为力偶。记作M （F，F ）力偶对物体的
8、外效应为纯转动效应。 力的外效应是平移和转动 故爱憎分明不能用一个力来名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 代替，也不能用一个力来平衡。没有合力，又不平衡。力偶的三要素：力偶的作用面【作用平面的方位】 力偶的两力作用线力偶矩的大小 M （F，F ）=M= Fd 两力作用线间的垂直距离 力偶臂力偶的转向 顺时针、逆时针力偶对物体作用的转动效应取决于三要素，凡三要素相同的力偶作用效果相同。力可在作用面内移动或转动。P111
9、-793 力偶的表示 ：力偶矩矢量用右手螺旋法则表示力偶矩矢与力偶的作用平面垂直. 表示其方向，而力偶矩矢的模表示其大小，数值上等于力偶矩。是力和力偶臂的叉积。M =rABF 对平面力偶，力偶矩是个代数量。单位 ：N.m,kN.m 力偶系力偶系同时作用在物体上的一群力偶。平衡力偶系：物体处于平衡状态的力偶系。等效力偶系： 若一个力偶系对物体的作用可用另一个力偶系代替，而不改变原力偶系对物体的作用效果。 力偶对物体作用的转动效应取决于三要素，凡三要素相同的力偶作用效果相同。故对物体而言，两力偶等效条件为三要素相同。合力偶系： 如果一个力偶与一个力偶系等效，则这个力偶为这个力偶系的合力偶。力偶系中
10、的力偶为合力偶的分力偶。 P111-793 在力偶系中，所有力偶的作用面均在同一平面内的力偶系，称为平面力偶系。在力偶系中，力偶的作用面不全在同一平面内的力偶系，称为平面力偶系工程上常见的力和力偶：集中力、分布力；拧水龙头，转方向盘第二节静力学公理（力的性质）一、力的平衡： 二力平衡公理作用在 刚体上 的两个力平衡的充分和必要条件是： 等值、反向、共线。 讨论 变形体的平衡状态、刚体的平衡状态钢绳两端受等值、反向、共线的压力时，不能平衡。但拉力时，最终处于平衡。*刚体平衡是变形体平衡的必要非充分 条件。变形体平衡是刚体平衡的充分非必要条件。变形体平衡，如刚化，则肯定平衡。反之，不然。（刚化原理
11、）二力构件：只受两个力作用而处于 平衡 的构件。二力构件受力特点：所受的两个力必等值、反向、共线139-140二、力的简化：加减平衡力系公理与平行四边形法则（力的合成和分解法则）加减平衡力系 在作用于 刚体 上的力系中，加上或减去任意一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的效果。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，合力的大小和方向以这两个力为边的平行四边形的过该点对角线表示。 注意 合力不一定大于分力，分力不一定小于合力。合力的分力与合力在分力方向的投影的大小，只有在两分力相互垂直时相等。分力是矢量，投影是个代数量。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - -
12、 - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 力的平移定理: 内容作用在刚体上的力可以平行 移动到刚体上的任一点, 但必须同时附加一个力偶, 其力偶矩等于原来的力对平移点之矩。作用是一般力系的简化基础。适用对象刚体。三力平衡汇交原理内容 : 作用在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, 则三力构成平面汇交力系3、力的传递 ：力的可传性原理和作用力与反作用力力的可传性 作用于刚体上的力，可以沿其作用线移至刚体上任意一点，而不改变它对刚体的效果。因此，作用于刚体
13、上的力是滑动失量 。作用于刚体上的两个力，即使有一个要素发生改变，作用效果也有可能相同（作用点就转变为作用线）。作用力与反作用力 两物体间的相互作用力，总是等值、反向、共线并分别是作用于两物体上。即等值、反向、共线、异体。小结： 1、平衡公理是最基本的力系平衡条件，加减力系与平行四边形法则是力系简化的理论基础；力的可传性为同一物体内力的传递，作用力与反作用力是不同物体之间力的传递。2、平衡公理、加减力系、力的可传性仅适用于刚体；平行四边形法则、作用力与反作用力适用于一切物体。3、作用于物体上的力为定位失量；作用于刚体上的力是滑动失量（其三要素为大小、方向和作用线）；作用在刚体上的力偶为自由失量
14、。第三节力偶的性质1、力偶不能与力等效（力偶是力学中的另一个基本量。）合力为零，不能产生平移。任意两个力都可以简化为一个合力。2、力偶的大小与矩心无关（与力矩相比较）。3、力偶的等效条件：力偶的三要素相同。对平面力偶，力偶矩的大小相同，转向相同是平面力偶的等效条件。对刚体而言，作用在刚体上的力偶可在其作用平面内任意移动和转动（简称；力偶可移转）力偶矩不变的情况下，组成力偶的力的大小可变化，力偶臂的大小也可变化，（简称：力偶可改装）力偶对刚体的作用与它在作用面内的位置无关。另外，可向平行平面内搬移，而不会改变它对物体的作用。因此，力偶是个自由矢量。换句话说：对刚体而言，力偶在同一平面内或在平行平
15、面 内， 等效条件可简化为力偶矩相等，方向相同。对刚体而言 , 即使力偶三要素中有一个不相同, 它们的作用效果也有可能是相同的( 比如两个力偶的作用面平行. 对刚体而言，力偶的三要素为：力偶作用平面方向，力偶矩大小和转向。两个在同平面内或平行平面内的力偶，如果力偶矩相等，转向相同，则彼此等效。换句话说：对刚体而言， 力偶在同一平面内或在平行平面内，等效条件可简化为力偶矩相等，方向相同。A作用于物体上的两个力偶，即使力偶三要素中有一个不相同，它们的作用效果也是相同的（）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - A作用于刚体上的两个力偶，即使力偶三要素中有一个不相同，它们的作用效果也有可能是相同的（比如两个力偶的作用面平行）（）A作用于刚体上的两个力偶，只要力偶三要素中有一个不相同，它们的作用效果就不相同（）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -