工程力学课件 (2)PPT

研
室
作用点：约束与被约束物体的接触处。
约束力大小：未知待求。
Gong
Hui
主动力：主动引起物体运动或使物体有运动趋势的力。
Ling
2020/4/5
17 17
静力学基础1
山 东
建 二、工程中常见的几种约束类型及其约束反力
筑 大
学 1、柔索约束（柔绳、皮带、链条等）
力 学
教 特征：只限制沿柔索中心线伸长方向的运动。
14 14
静力学基础1
山
五. 刚化原理
东
建
筑
变形体在已知力系作用下处于平衡，如果设想
大
学 将此变形体刚化为刚体，则其平衡状态不变。
力 学 教 研 室
Gong Hui Ling
2020/4/5
15 15
静力学基础1
山 东
1-3 约束和约束反力
建
筑 大
一、关于约束的 概念
学
力 1. 自由体与非自由体
大
学
改变，且内部各点之间距离不变的物体。
力 学
对刚体而言力之产生运动效应
教
研
室 质点是指具有一定质量,而几何形状和尺寸可忽略不计的物体
。
Gong
Hui 质点系是指有限个或无限个相互联系并组成运动整体的一群
Ling
质点。
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55
静力学基础1
山 东
三、平衡的概念
建
筑 平衡 是指物体在力作用下相对于惯性参考系处于静止
力系（F1，F2，Fn）与 力系（P1，P2 ，Pn ）等效
Fn
Gong
Pn
Hui 合力：如果一个力FR与一个力系（ F1， F2 ， …，Fn ）
Ling 等效，则力FR称为力系的合力，而力系中的各力称为合力
FR的分力。
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Hale Waihona Puke Baidu
44
静力学基础1
山 二、刚体的概念
东
建
筑 刚体是指在运动中和受力作用后，形状和大小都不发生
运动效应：使物体的运动状态改变。( 理力）
变形效应：使物体发生变形。（材力）
Gong Hui Ling
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22
静力学基础1
山 2、力的三要素：大小、方向、作用点
东
建
筑 大
遵循矢量的运算法则
力的图示
学
F
力 力是矢量
采用有向线段表示
学
教
研
用黑体字母表示矢量
P
室
黑体字母——力矢。（F）
Gong
此二力等值、反向、共线。
研
室
变形体？
F1
Gong
Hui
AB
Ling
F2
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静力学基础1
山 东
二力构件（二力体）：只受二力作用而平衡的构件或杆件。
建
筑 大
受力特点：所受两力 必沿两力作用点连线。
学
力 学
F1
教 研
C
室
FA
A
F2
D
Gong
Hui
Ling
B
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FB
88
静力学基础1
学
教
研
自由体：能在空中自由运动（飞机、鸟）
室
非自由体：某些方面的运动受到周围物体的限制。
Gong
Hui
绳、合页轴、铁轨）
Ling
（如灯
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16 16
静力学基础1
山
东
建
2. 约束和约束反力
筑
大
学
（1）约束：阻碍物体运动的限制物。
力
（2）约束力：约束作用于被约束物体上力。
学
教
方向：与所限制物体运动趋势的方向相反。
Hui 普通字母——力的大小（F）
Ling
力的单位：N，kN
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33
静力学基础1
山 3、等效力系
东 建
力系：作用在物体上的若干个力的总称
筑 大
等效力系：如果作用于物体上的一个力系可用另一个
学
力系代替，而不改变原力系对物体的外效应，则这两个
力
学 力系称为等效力系。
教
研
F1
P1
室
F2 = P2
Gong Hui Ling
2020/4/5
B
=
F
A
F2
静力学基础1
F1
F1
B
=
A
F1 = - F2= F 适于同一个刚体
10 10
静力学基础1
山 东
三、力的平行四边形法则
建 筑
作用于物体上同一点的两个力可以合成为作用于该点
大
学 的一个合力，它的大小和方向，由这两个力为邻边所
力
学 构成的平行四边形的对角线来表示。
大
学
或作匀速直线平动的状态。
力
学 平衡力系：作用在物体上正好使之保持平衡的力系。
教
研
室
F1
平衡条件！
Gong
F2
Fn
Hui
Ling
若（ F1，F2，Fn ）使物体平衡，则称为平衡力系。
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66
静力学基础1
山
1-2 . 静力学公理
东
建
筑
大 一、二力平衡公理
学
力 学 教
作用在同一刚体二个力，使刚体平衡的充分、必要条件：
山 东 建 筑 大 学
力 学 教 研 室
Gong Hui Ling
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(1) 内 容 提 要
1.静力学中的基本概念 2. 静力学公理 3. 约束和约束反力
静力学基础1
11
静力学基础1
山
1-1. 静力学中的基本概念
东
建
筑 大
一、力的概念
学
1、力的定义
力
学
教
力是物体相互间的一种机械作用
研
室
研 室
约束反力沿柔索的中心线，背离被约束的物体。 （拉力 ）
Gong
Hui
Ling
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18 18
山 东 建 筑 大 学
力 学 教 研 室
Gong Hui Ling
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F1
F2
G
G
F1
F 1
F2
F 2
静力学基础1
19 19
山 东 建 筑 大 学
力 学 教 研 室
教
研
室
Fn = F1+F2
F1 B
Fn
Gong
A
C
F1 B
F2
Hui
F2
C
Ling
D
A
Fn
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11 11
静力学基础1
山
F1 B
Fn
C
东 建 筑 大 学
Fn
A
C
F2
D
A
F2
F1 D
力
逆过程也成立。一般正交分解。
学
教
研
F1
F
室
Gong
F2
Hui
Ling
P7：思考题1-1？
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12 12
静力学基础1
三力平衡汇交定理
山
东 建
刚体受不平行的三力作用而平衡时，此三力作用线必
筑 大
共面且汇交于一点。
FR12
学
力
F1
F2
F1
F2
A
B
学 教 研
o
=
o
C
C
室
F3
F3
力的可传递性
Gong 证：F1，F2，F3 是不平行的三个相互平衡的力
Hui
平形四边形法则
Ling 将力F1，F2移到其汇交点o
得合力FR12
两力平衡定理
力 F3 应与 FR12 平衡
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F3与 FR12共线
13 13
静力学基础1
山
四. 作用、反作用定律
东
建 筑
两物体间相互作用的力，总是等值、反向、共线，
大 学
并分别作用在这两个物体上。
力
学
教
G
研
室
G FN
Gong Hui Ling
2020/4/5
FN1
（ FN，FN1 ）是作用力与反作用力。 （ G，FN1 ）是一对平衡力。
山 二. 加、减平衡力系公理
东
建 在作用于刚体上的任一力系中，加上或减去一个平衡力系
筑 大
，并不改变原力系对刚体的作用效应。
学
力
学 教
力在刚体上的的可传性
研
室
作用在刚体上的力可沿其作用线移动，而不改变
Gong 该力对刚体的作用效应。
Hui Ling
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山
东
B
建
筑
F
大
学
A
力 学 教 研 室