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1、第第 4 节节 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图第一章第一章 刚体的受力分析刚体的受力分析受力分析：受力分析：工程中，为了求出未知的约束反力，需工程中，为了求出未知的约束反力，需要根据已知力，应用平衡条件求解。为此，先要确要根据已知力，应用平衡条件求解。为此，先要确定构件受了几个力，各个力的作用点和力的作用方定构件受了几个力，各个力的作用点和力的作用方向，这个分析过程称为物体的受力分析。向，这个分析过程称为物体的受力分析。受力分类：受力分类：作用在物体上的力可分为作用在物体上的力可分为主动力主动力和和被动被动力力两类。两类。约束约束对于物体的反力是对于物体的反力是未知未知的的被动力
2、被动力。约。约束反力以外的其它力统称为主动力。束反力以外的其它力统称为主动力。受力图：受力图：把所研究的非自由体把所研究的非自由体解除解除全部约束全部约束，将它，将它所受的全部主动力和约束反力画在其上，这种表示所受的全部主动力和约束反力画在其上，这种表示物体受力的简明图形，称为受力图。物体受力的简明图形，称为受力图。物体受力的几个术语物体受力的几个术语第第 4 节节 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图第一章第一章 刚体的受力分析刚体的受力分析明确研究对象：明确研究对象：“研究对象研究对象”即所要研究的受力体，即所要研究的受力体，它往往是非自由体。求解静力学平衡问题时，首先它往往是非自
3、由体。求解静力学平衡问题时，首先要明确研究对象。然后再分析它所受的力。要明确研究对象。然后再分析它所受的力。取分离体：取分离体：把研究对象从它周围物体的联系中分离把研究对象从它周围物体的联系中分离出来，把其它物体对它的作用以相应的力表示，这出来，把其它物体对它的作用以相应的力表示，这就是取分离体就是取分离体画受力图的过程。画受力图的过程。画受力图：画受力图：画受力图一般要先画主动力，后画约束画受力图一般要先画主动力，后画约束反力。分析受力的反力。分析受力的关键关键在于确定在于确定约束反力的方向约束反力的方向，因此要特别注意判断约束反力的作用点因此要特别注意判断约束反力的作用点作用线方作用线方向
4、和力的指向。向和力的指向。画出受力图的步骤画出受力图的步骤第第 4 节节 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图第一章第一章 刚体的受力分析刚体的受力分析将约束按照性质归入某类将约束按照性质归入某类典型约束典型约束。根据典型约束。根据典型约束的约束反力特征，可确定反力的作用点的约束反力特征，可确定反力的作用点作用线方作用线方向和力的指向。这是分析约束反力的向和力的指向。这是分析约束反力的基本出发点基本出发点。运用运用二力平衡条件二力平衡条件或或三力平衡汇交定理三力平衡汇交定理确定某些约确定某些约束反力。束反力。按照按照作用力和反作用力规律作用力和反作用力规律，分析两个物体之间的，分析两个
5、物体之间的相互作用力。讨论作用力和反作用力时，要特别注相互作用力。讨论作用力和反作用力时，要特别注意明确每一个力的意明确每一个力的受力体受力体和和施力体施力体。研究对象是受。研究对象是受力体，要把其它物体对它的作用力画在它的受力图力体，要把其它物体对它的作用力画在它的受力图上。当研究对象改变时，受力体也随着改变。上。当研究对象改变时，受力体也随着改变。画画约束反力约束反力时应当时应当注意的问题注意的问题第第 4 节节 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图第一章第一章 刚体的受力分析刚体的受力分析 解解（1）以球为研）以球为研究对象，画出分离究对象，画出分离体。解除绳和墙的体。解除绳和墙
6、的约束。约束。例例1-1 质量为质量为m的球，用绳挂在光滑的铅直墙上，的球，用绳挂在光滑的铅直墙上，如图所示。试画出此球的受力图。如图所示。试画出此球的受力图。（2）画主动力）画主动力 。（3）画出绳的约）画出绳的约束反力束反力 和光滑和光滑面约束反力面约束反力 。第第 4 节节 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图第一章第一章 刚体的受力分析刚体的受力分析O2BCDO1AB 解解（1）分析圆柱分析圆柱的受力的受力 情况。情况。例例1-2 两个圆柱放在图所示的槽中，圆柱的重量两个圆柱放在图所示的槽中，圆柱的重量分别为分别为G1 G2，已知接触处均光滑。试分析每个圆柱，已知接触处均光滑。
7、试分析每个圆柱的受力情况。的受力情况。（2）分析圆柱）分析圆柱的受力的受力 情况。情况。第第 4 节节 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图第一章第一章 刚体的受力分析刚体的受力分析解解（1）分析杆）分析杆CD 例例1-3 如图所示，梁如图所示，梁AB的的B端受到载荷端受到载荷F的作用，的作用，A 端以光滑圆柱铰链固定于墙上，端以光滑圆柱铰链固定于墙上，C处受直杆支撑，处受直杆支撑，C D均为光滑圆柱铰链，不计梁均为光滑圆柱铰链，不计梁AB和直杆和直杆CD的自身重的自身重量，试画出杆量，试画出杆CD和梁和梁AB的受力图。的受力图。（2）分析杆）分析杆ABK二力构件二力构件 三力平衡汇交
8、三力平衡汇交 第第 4 节节 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图第一章第一章 刚体的受力分析刚体的受力分析 解解（1）先分析受力比较简单的拱）先分析受力比较简单的拱BC。例例1-4 如图所示的三铰拱桥，由左如图所示的三铰拱桥，由左 右两拱铰接而右两拱铰接而成。设各拱自重不计，在拱成。设各拱自重不计，在拱AC上作用有载荷上作用有载荷 F。试分。试分别画出拱别画出拱AC和和CB的受力图。的受力图。（2）取拱）取拱AC为研究对象。为研究对象。二力构件二力构件 三力平衡汇交三力平衡汇交 第第 4 节节 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图第一章第一章 刚体的受力分析刚体的受力分析 例
9、例1-5 液压夹具如图所示。液压夹具如图所示。已知液压油缸中油压合力为已知液压油缸中油压合力为 F，沿活塞杆轴线作用，沿活塞杆轴线作用于活塞，缸壁对活塞的作用力于活塞，缸壁对活塞的作用力忽略不计。四杆忽略不计。四杆AB BC AD DE均为光滑铰链连接，均为光滑铰链连接，B D两个滚轮压紧工件。杆和两个滚轮压紧工件。杆和轮的重量均略去不计，接触均轮的重量均略去不计，接触均为光滑。试画出销钉为光滑。试画出销钉A 杆杆AB 滚轮滚轮B的受力图。的受力图。解：解：作用在活塞上的压力通过复合铰链作用在活塞上的压力通过复合铰链 A 推动连推动连杆杆AB 和和AD，使滚轮，使滚轮 B 和和 D 压紧压板和
10、工件。压紧压板和工件。第第 4 节节 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图第一章第一章 刚体的受力分析刚体的受力分析因杆因杆AB和杆和杆AD不计自重，所以不计自重，所以AB和和AD都是都是二力杆二力杆。第第 4 节节 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图第一章第一章 刚体的受力分析刚体的受力分析 例例1-7 如图所示，梯子的两部分如图所示，梯子的两部分AB AC由绳由绳DE连连接，接，A 处为光滑铰链。梯子放在光滑的水平面上，自处为光滑铰链。梯子放在光滑的水平面上，自重不计。质量为重不计。质量为m的人站在的人站在AB的中点的中点H处。试画出整处。试画出整个系统受力图以及绳子个系
11、统受力图以及绳子DE和梯子的和梯子的AB AC部分的受部分的受力图。力图。解解（1）讨论整个系统受力）讨论整个系统受力情况，主动力为情况，主动力为 ，按，按照光滑接触面性质，照光滑接触面性质，B C 处受处受到沿到沿法线法线方向的约束反力。方向的约束反力。第第 4 节节 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图第一章第一章 刚体的受力分析刚体的受力分析（2）绳子）绳子DE的受力分析的受力分析。（3）AB部分的受力分析部分的受力分析。（4）AC部分的受力分析部分的受力分析。第第 4 节节 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图第一章第一章 刚体的受力分析刚体的受力分析1）选好研究对象。）选好研究对象。2）正确确定研究对象受力的数目。）正确确定研究对象受力的数目。3）一定要按照约束的性质画约束反力。一定要按照约束的性质画约束反力。4）当几个物体相互接触时，它们之间的相互作用）当几个物体相互接触时，它们之间的相互作用 关系要按照作用与反作用定律来分析。关系要按照作用与反作用定律来分析。5）分析系统受力情况时，只画外力，不画内力。）分析系统受力情况时，只画外力，不画内力。正确进行受力分析正确进行受力分析画好受力图的关键点画好受力图的关键点 总总 结结