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1、静力学受力分析第1页，此课件共47页哦4 4、力系：、力系：1 1、平衡、平衡 2 2、力是矢量、力是矢量3 3、力的单位：、力的单位：N N（牛顿）、（牛顿）、kNkN（千牛）（千牛）三、几个重要的基本概念三、几个重要的基本概念物体相对于惯性坐标系（工程中通常指地面物体相对于惯性坐标系（工程中通常指地面物体相对于惯性坐标系（工程中通常指地面物体相对于惯性坐标系（工程中通常指地面)保持静止保持静止保持静止保持静止或匀速直线运动。或匀速直线运动。或匀速直线运动。或匀速直线运动。平面力系、空间力系平面力系、空间力系平面力系、空间力系平面力系、空间力系力的三要素：力的三要素：大小、方向大小、方向、作
2、用线、作用线平衡力系、等效力系、平衡力系、等效力系、平衡力系、等效力系、平衡力系、等效力系、合力合力第2页，此课件共47页哦1-1 静力学公理静力学公理公理公理1 1：力的平行四边形法则力的平行四边形法则公理公理2 2：二力平衡公理二力平衡公理特例：特例：二力构件（二力杆）二力构件（二力杆）二力构件（二力杆）二力构件（二力杆）公理公理3 3：加减平衡力系公理加减平衡力系公理公理公理4 4：作用与反作用定律作用与反作用定律公理公理5 5：刚化原理刚化原理推理推理1 1：力的可传性定理力的可传性定理推理推理推理推理2 2 2 2：三力平衡汇交定理三力平衡汇交定理三力平衡汇交定理三力平衡汇交定理第一
3、章第一章 静力学公理及物体的受力分析静力学公理及物体的受力分析第3页，此课件共47页哦公理公理1 1：力的平行四边形法则力的平行四边形法则第4页，此课件共47页哦公理公理公理公理1 1 1 1：力的平行四边形法则力的平行四边形法则三角形法则三角形法则将各分力首尾相连，然后从起将各分力首尾相连，然后从起点点 终点，得到合力。终点，得到合力。第5页，此课件共47页哦力的分解：力的分解：同样要根据平行四边形法则。同样要根据平行四边形法则。显然，显然，力的分解是不确力的分解是不确定的，定的，欲得到唯一的分欲得到唯一的分解结果，必须附加一定解结果，必须附加一定的条件。的条件。正交分解：正交分解：Axy第
4、6页，此课件共47页哦特例：二力构件（二力杆）特例：二力构件（二力杆）公理公理2 2：二力平衡公理二力平衡公理(刚体上仅作用两个力时，平衡的充要条件为：这两个力刚体上仅作用两个力时，平衡的充要条件为：这两个力刚体上仅作用两个力时，平衡的充要条件为：这两个力刚体上仅作用两个力时，平衡的充要条件为：这两个力大小相等、方向相反、位于同一直线上。）大小相等、方向相反、位于同一直线上。）大小相等、方向相反、位于同一直线上。）大小相等、方向相反、位于同一直线上。）第7页，此课件共47页哦公理公理3 3：加减平衡力系公理：加减平衡力系公理BA推理推理1 1：力的可传性定理力的可传性定理力的可传性定理力的可传
5、性定理在作用于刚体的已知力系上，加上或减去任意一个在作用于刚体的已知力系上，加上或减去任意一个平衡力系，不会改变原力系对刚体的作用效应平衡力系，不会改变原力系对刚体的作用效应。FAB作用在刚体上的力作用在刚体上的力,可沿其作用线移动，不改变可沿其作用线移动，不改变它对刚体的作用它对刚体的作用ABF第8页，此课件共47页哦推理推理2 2：三力平衡汇交定理：三力平衡汇交定理OABC刚体在三个力作用下处于平衡状态时，若其中两个刚体在三个力作用下处于平衡状态时，若其中两个力相交于一点，则另一个力也必通过此点，且三个力相交于一点，则另一个力也必通过此点，且三个力必处于同一平面内力必处于同一平面内推理推理
6、推理推理2 2 2 2的作用：当知道刚体只作用三个力时，可根据已知的两的作用：当知道刚体只作用三个力时，可根据已知的两的作用：当知道刚体只作用三个力时，可根据已知的两的作用：当知道刚体只作用三个力时，可根据已知的两个力，确定第三个力的方向。个力，确定第三个力的方向。个力，确定第三个力的方向。个力，确定第三个力的方向。第9页，此课件共47页哦公理公理4 4：作用与反作用定律：作用与反作用定律 PP作用力和反作用力作用力和反作用力(1)P 和和 P(2)FN 和和 FN 两物体之间的相互作用力（作用力和反作用力）总两物体之间的相互作用力（作用力和反作用力）总两物体之间的相互作用力（作用力和反作用力
7、）总两物体之间的相互作用力（作用力和反作用力）总是同时存在的，两力大小相等，方向相反，沿同一直线。是同时存在的，两力大小相等，方向相反，沿同一直线。是同时存在的，两力大小相等，方向相反，沿同一直线。是同时存在的，两力大小相等，方向相反，沿同一直线。但这两个力分别作用于两个物体上，所以，这一对力不但这两个力分别作用于两个物体上，所以，这一对力不但这两个力分别作用于两个物体上，所以，这一对力不但这两个力分别作用于两个物体上，所以，这一对力不是一组平衡力。是一组平衡力。是一组平衡力。是一组平衡力。P第10页，此课件共47页哦公理公理5 5：刚化原理：刚化原理 变形体在某一力系作用下处于平衡，若将该物
8、体变形体在某一力系作用下处于平衡，若将该物体变形体在某一力系作用下处于平衡，若将该物体变形体在某一力系作用下处于平衡，若将该物体刚化为刚体，则平衡状态保持不变。刚化为刚体，则平衡状态保持不变。刚化为刚体，则平衡状态保持不变。刚化为刚体，则平衡状态保持不变。该公理的作用为该公理的作用为该公理的作用为该公理的作用为:刚体静力学的结果可用于变形体。刚体静力学的结果可用于变形体。刚体静力学的结果可用于变形体。刚体静力学的结果可用于变形体。第11页，此课件共47页哦1-2 1-2 约束和约束力约束和约束力一、有关概念一、有关概念自由体自由体:约束力：约束力：约束对被约束体约束对被约束体约束对被约束体约束
9、对被约束体（研究对象）的（研究对象）的（研究对象）的（研究对象）的 作用力作用力作用力作用力约束力的方向：约束力的方向：与该约束与该约束所阻碍的位移方向相反所阻碍的位移方向相反非自由体（被约束体）非自由体（被约束体）:研究对象研究对象约束（约束体）：约束（约束体）：对对对对被约束体被约束体被约束体被约束体（研究对象）的（研究对象）的（研究对象）的（研究对象）的位移起限制作用的位移起限制作用的位移起限制作用的位移起限制作用的周围物周围物周围物周围物体体体体第12页，此课件共47页哦二、平面问题中的几种常见的约束二、平面问题中的几种常见的约束1 1、光滑接触面约束、光滑接触面约束 光滑光滑：实例实
10、例接触面之间无摩擦接触面之间无摩擦约束力约束力：作用于接触点，沿二个接触面的作用于接触点，沿二个接触面的公法线方向（若为尖点和面的接公法线方向（若为尖点和面的接触，则沿该面的法线方向）触，则沿该面的法线方向）第13页，此课件共47页哦BA光滑接触面约束光滑接触面约束:约束力作用于接触点，沿二个接触面的公约束力作用于接触点，沿二个接触面的公约束力作用于接触点，沿二个接触面的公约束力作用于接触点，沿二个接触面的公法线方向法线方向法线方向法线方向（若为尖点和面的接触，则（若为尖点和面的接触，则沿该面的法线方向）。沿该面的法线方向）。第14页，此课件共47页哦oAB第15页，此课件共47页哦光滑接触面
11、约束光滑接触面约束:约束力约束力:作用于接触点，作用于接触点，作用于接触点，作用于接触点，沿二个接触面的沿二个接触面的沿二个接触面的沿二个接触面的公法线方向公法线方向公法线方向公法线方向O1O2 A第16页，此课件共47页哦F FR R第17页，此课件共47页哦F FR R滑槽与销钉滑槽与销钉第18页，此课件共47页哦2 2、柔索、柔索F FR R特点：只能受拉，不能受压。特点：只能受拉，不能受压。实例：实例：第19页，此课件共47页哦柔索柔索:实实 例例第20页，此课件共47页哦3 3、光滑圆柱铰链约束、光滑圆柱铰链约束 销销钉钉第21页，此课件共47页哦销钉销钉销销钉钉孔孔O圆柱销约束力的
12、分析圆柱销约束力的分析第22页，此课件共47页哦F FR Ry yF FR Rx x销钉销钉(铰链铰链)第23页，此课件共47页哦4、滚动支座第24页，此课件共47页哦5、固定铰支座、固定铰支座第25页，此课件共47页哦A AFAyFAx固固 定定 铰铰 支支 座座第26页，此课件共47页哦ABC圆柱铰链和固定铰链支座的进一步说明圆柱铰链和固定铰链支座的进一步说明固定铰链支座固定铰链支座C圆柱铰链圆柱铰链第27页，此课件共47页哦BCACABC第28页，此课件共47页哦ABCCC1AC2B第29页，此课件共47页哦BCACABC第30页，此课件共47页哦(1)(1)球球 铰铰F FRyRyF
13、FRxRxF FRzRz6 6、其它约束、其它约束第31页，此课件共47页哦球球股骨股骨盆骨盆骨球窝球窝盆骨与股骨之间的球铰连接盆骨与股骨之间的球铰连接第32页，此课件共47页哦（2 2）止推轴承）止推轴承AA第33页，此课件共47页哦1-3 研究对象、分离体、受力图研究对象、分离体、受力图受力分析过程与方法受力分析过程与方法确定研究对象确定研究对象p取分离体；取分离体；根据约束性质确定约束力；根据约束性质确定约束力；画受力图。画受力图。第34页，此课件共47页哦受受 力力 分分 析析 示示 例例(1)第35页，此课件共47页哦W W 取取 分离分离 体体第36页，此课件共47页哦F FR R
14、A AF FR RB BA AB BWW画画 受受 力力 图图第37页，此课件共47页哦受受 力力 分分 析析 示示 例例(2)A AB BF F2 2F F1 1F F3 3确定确定A、B二处的约束力二处的约束力第38页，此课件共47页哦A AB BF F2 2F F1 1F F3 3F FAyAyF FAxAxF FR RB B取取 分离分离 体体画画 受受 力力 图图ABB第39页，此课件共47页哦2.2.比较比较AB AB 杆与杆与BC BC 杆杆 的受力。的受力。1.1.画出圆盘的受力图；画出圆盘的受力图；受受 力力 分分 析析 示示 例例(3)第40页，此课件共47页哦圆盘的受力图
15、圆盘的受力图WWF FR2R2F FR1R1第41页，此课件共47页哦C分分 析析 A、C 二二 处处 约约 束束 力力第42页，此课件共47页哦C CF FBC BC F FBCBC二力杆二力杆(二力构件二力构件)BC杆只有两端受力杆只有两端受力BC杆为杆为二力杆二力杆第43页，此课件共47页哦O三三 力平衡力平衡 汇汇 交交FR1 FAFB第44页，此课件共47页哦研究对象、分离体、受力图小结研究对象、分离体、受力图小结1 1、受力分析过程与方法、受力分析过程与方法、受力分析过程与方法、受力分析过程与方法（1）、确定研究对象）、确定研究对象（2）、取隔离体）、取隔离体（3 3）、根据约束性
16、质确定约束反力）、根据约束性质确定约束反力）、根据约束性质确定约束反力）、根据约束性质确定约束反力（4）、）、画受力图（包括，主动力和约束反力）画受力图（包括，主动力和约束反力）画受力图（包括，主动力和约束反力）画受力图（包括，主动力和约束反力）特别注意：特别注意：判别：二力杆二力杆判别：三力汇交平衡三力汇交平衡第45页，此课件共47页哦2、明确研究对象、明确研究对象 研究对象的选取，要根据解题的需要，合理选择。研究对研究对象的选取，要根据解题的需要，合理选择。研究对象可以是单个物体，可以是由几个物体构成的子系统，也可以象可以是单个物体，可以是由几个物体构成的子系统，也可以是整体。是整体。3、
17、画研究对象受力图时要画上、画研究对象受力图时要画上（1）作用在研究对象上的所有）作用在研究对象上的所有主动力主动力（2）作用在研究对象上的所有）作用在研究对象上的所有约束反力约束反力约束反力要画在被约束体和约束的约束反力要画在被约束体和约束的接触处接触处（用约束反力代替原先的约束）（用约束反力代替原先的约束）约束力的方向与所阻碍的位移方向约束力的方向与所阻碍的位移方向相反相反第46页，此课件共47页哦内力内力：研究对象内部各物体之间的作用力：研究对象内部各物体之间的作用力外力外力：研究对象外部的物体对研究对象中各物：研究对象外部的物体对研究对象中各物 体的作体的作用力用力4、画研究对象受力图时要注意、画研究对象受力图时要注意（1）只画）只画外力，外力，不画不画内力内力（2）作用力和反作用力，方向相反，作用在不同物体）作用力和反作用力，方向相反，作用在不同物体上。上。第47页，此课件共47页哦