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《静力学基本知识》课件
总结词
涉及骨骼、肌肉、韧带等生物组织的受力分析
详细描述
生物静力学涉及骨骼、肌肉、韧带等生物组织的受力分析 ，通过研究生物体的静态受力分布和特点，揭示生物体的 生长、发育和运动规律。
总结词
为生物医学工程和康复医学等领域提供理论基础
详细描述
生物静力学为生物医学工程和康复医学等领域提供了重要 的理论基础，帮助医生和工程师了解生物体的结构和功能 特点，从而设计出更加安全、有效的医疗设备和康复方案 。
总结词
二力平衡原理是指作用在刚体上的两个力，使刚体平衡的充分必要条件是：这 两个力大小相等，方向相反，作用线重合。
详细描述
二力平衡原理是静力学中最基本的概念之一。它表明，如果两个力同时作用于 一个物体，并且这两个力的大小相等、方向相反、作用线重合，则物体将处于 平衡状态。这个原理在分析各种静力学问题时非常有用。
虽然静力学和运动学在研究对象和方法上有明显的区别，但它们在某些情况下也 有联系。例如，在研究刚体的平动和转动时，可以使用运动学的概念和方法来描 述物体的运动状态，而这些运动状态也可以通过静力学的方法进行分析。
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感谢观看
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ANALYSIS
SUMMAR Y
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ANALYSIS
SUMMAR Y
04
静力学在生活中的应用
建筑静力学
总结词
研究建筑物的静态受力分析
详细描述
建筑静力学是静力学的一个重要应用领域，主要研究建筑 物的静态受力分析，以确保建筑物在建设和使用过程中的 安全性和稳定性。
总结词
涉及建筑结构的强度、刚度和稳定性
涉及骨骼、肌肉、韧带等生物组织的受力分析
详细描述
生物静力学涉及骨骼、肌肉、韧带等生物组织的受力分析 ，通过研究生物体的静态受力分布和特点，揭示生物体的 生长、发育和运动规律。
总结词
为生物医学工程和康复医学等领域提供理论基础
详细描述
生物静力学为生物医学工程和康复医学等领域提供了重要 的理论基础，帮助医生和工程师了解生物体的结构和功能 特点，从而设计出更加安全、有效的医疗设备和康复方案 。
总结词
二力平衡原理是指作用在刚体上的两个力，使刚体平衡的充分必要条件是：这 两个力大小相等，方向相反，作用线重合。
详细描述
二力平衡原理是静力学中最基本的概念之一。它表明，如果两个力同时作用于 一个物体，并且这两个力的大小相等、方向相反、作用线重合，则物体将处于 平衡状态。这个原理在分析各种静力学问题时非常有用。
虽然静力学和运动学在研究对象和方法上有明显的区别，但它们在某些情况下也 有联系。例如，在研究刚体的平动和转动时，可以使用运动学的概念和方法来描 述物体的运动状态，而这些运动状态也可以通过静力学的方法进行分析。
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04
静力学在生活中的应用
建筑静力学
总结词
研究建筑物的静态受力分析
详细描述
建筑静力学是静力学的一个重要应用领域，主要研究建筑 物的静态受力分析，以确保建筑物在建设和使用过程中的 安全性和稳定性。
总结词
涉及建筑结构的强度、刚度和稳定性
《静力学专题》课件
02 静力学分析方法
力的平衡分析
力的平衡分析
通过分析物体所受的力，确定物体在静止或匀速直线运动状态下 的受力情况。
力的平衡分析步骤
确定研究对象、分析受力情况、建立平衡方程、求解未知量。
力的平衡分析的应用
解决各种工程实际问题，如桥梁、建筑、机械等领域的结构稳定性 问题。
力矩平衡分析
力矩平衡分析
01
通过分析物体所受到的力矩，确定物体在旋转或角速度运动状
态下的受力情况。
力矩平衡分析步骤
02
确定研究对象、分析受力情况、建立力矩平衡方程、求解未知
量。
力矩平衡分析的应用
03
解决各种工程实际问题，如旋转机械、航空航天、车辆等领域
的设计和稳定性问题。
力的分布分析
力的分布分析
通过分析物体上力的分布情况，了解物体在不同位置的受力情况 。
学提供了更深入的理解和更广泛的应用。
静力学与流体力学
要点一
总结词
静力学与流体力学在研究流体平衡和稳定性方面有共同之 处，两者在理论和方法上相互借鉴。
要点二
详细描述
流体力学主要关注流体（液体和气体）的运动状态和受力 情况，而静力学则关注物体在静止或平衡状态下所受的力 。在研究流体平衡和稳定性方面，静力学中的一些基本原 理，如力的平衡和力矩平衡，可以应用于流体的平衡和稳 定性分析。此外，流体力学中的一些概念，如流体压力、 流速和流量等，也为静力学提供了更深入的理解和更广泛 的应用。
《静力学专题》ppt课 件
目录
Contents
• 静力学基础 • 静力学分析方法 • 静力学应用 • 静力学与其他学科的交叉
01 静力学基础
静力学的基本概念
物理-静力学引言PPT演示模板
其中有作用反作用关系 Fcx Fcx , Fcy Fcy
一般不必分析销钉受力，当要分析时，必须把销 钉单独取出。
（ iii) 固定铰链支 座
约束特点： 由上面构件 1 或 2 之一与地面或机架固定而成。 约束力：与圆柱铰链相同 以上三种约束（经向轴承、光滑圆柱铰链、固定 铰链支座）其约束特性相同，均为轴与孔的配合 问题，都可称作光滑圆柱铰链。
球铰链——空间三正交分力
止推轴承——空间三正交分力
§1-3 物体的受力分析和受力图
在受力图上应画出所有力，主动力和约束力（被动 力） 画受力图步骤：
1 、取所要研究物体为研究对象（隔离体）画出其简图
2 、画出所有主动力
3 、按约束性质画出所有约束（被动）力
例 1-1
碾子重为 P ，拉力为F A,，B 处光滑接触，画出碾子的受力图 。
公理 2 二力平衡条件
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 3 加减平衡力系原理 推理 1 力的可传性
作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为 大小、方向和作用线。
推理 2 三力平衡汇交定理
平衡时
F3 必与 F12
共线则三力必汇交 O 点，且共面
公理 4 作用和反作用定律
4 、其它类型约束 （ 1 ）、滚动支座
约束特点： 在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑 辊轴而成。 约束力 构件受到⊥光滑面的约束力。 ：
(2) 、球铰链
约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球 心任意转动，但构件与球心不能有任何移动。 约束力：当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题 。 约束力通过接触点，并指向球心，是一个不能预先确 定的空间力。可用三个正交分力表示。
一般不必分析销钉受力，当要分析时，必须把销 钉单独取出。
（ iii) 固定铰链支 座
约束特点： 由上面构件 1 或 2 之一与地面或机架固定而成。 约束力：与圆柱铰链相同 以上三种约束（经向轴承、光滑圆柱铰链、固定 铰链支座）其约束特性相同，均为轴与孔的配合 问题，都可称作光滑圆柱铰链。
球铰链——空间三正交分力
止推轴承——空间三正交分力
§1-3 物体的受力分析和受力图
在受力图上应画出所有力，主动力和约束力（被动 力） 画受力图步骤：
1 、取所要研究物体为研究对象（隔离体）画出其简图
2 、画出所有主动力
3 、按约束性质画出所有约束（被动）力
例 1-1
碾子重为 P ，拉力为F A,，B 处光滑接触，画出碾子的受力图 。
公理 2 二力平衡条件
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 3 加减平衡力系原理 推理 1 力的可传性
作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为 大小、方向和作用线。
推理 2 三力平衡汇交定理
平衡时
F3 必与 F12
共线则三力必汇交 O 点，且共面
公理 4 作用和反作用定律
4 、其它类型约束 （ 1 ）、滚动支座
约束特点： 在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑 辊轴而成。 约束力 构件受到⊥光滑面的约束力。 ：
(2) 、球铰链
约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球 心任意转动，但构件与球心不能有任何移动。 约束力：当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题 。 约束力通过接触点，并指向球心，是一个不能预先确 定的空间力。可用三个正交分力表示。
《静力学基础知识》课件
在建筑稳定性分析中，需要运用静力 学的基本原理和方法，对建筑物的地 基承载能力、抗风能力、抗震能力等 进行评估和分析。
05
静力学中的问题与挑战
力矩平衡中的问题
平衡条件判断
在力矩平衡问题中，如何正确判 断系统是否处于平衡状态是一个
关键问题。
力矩分析
分析力矩时，需要确定力的作用点 和力臂，以正确计算力矩。
平衡条件的推导
通过力的合成与分解、力的矩 等基本原理，推导出平衡条件
。
平衡条件的分类：静态平衡、动态平衡
静态平衡
物体在力的作用下，处于静止状态， 此时平衡条件为合力为零。
动态平衡
物体在力的作用下，处于匀速直线运 动状态，此时平衡条件为合力矩为零 。
04
静力学应用
结构分析
结构分析是静力学的一个重要应用领域 ，主要研究结构的内力和变形。通过对 结构的静力分析，可以确定结构的承载 能力、稳定性以及在各种载荷下的响应
《静力学基础知识》ppt课件
contents
目录
• 静力学简介 • 力的基本性质 • 平衡状态与平衡条件 • 静力学应用 • 静力学中的问题与挑战 • 静力学的发展趋势与未来展望
01
静力学简介
静力学的定义
静力学
研究物体在力作用下处于平衡状态的性质和规律 。
平衡状态
物体保持静止或匀速直线运动的状态。
03
平衡状态与平衡条件
平衡状态的定义
平衡状态
物体在力的作用下，如果处于静 止或匀速直线运动状态，则称为 平衡状态。
平衡状态的条件
物体所受的合力为零，即合力矩 为零。
平衡条件的推导
01
02
03
04
静力学基本方程
工程力学第1章静力学基本概念与物体的受力图(共71张精选PPT)
特别要注意的是，必须把作用与反作用定律、二力平衡公理 严格地区分开来。作用与反作用定律是表明两个物体相互作用的 力学性质，而二力平衡公理则说明一个刚体在两个力作用下处于 平衡时两力满足的条件。
第1章 静力学基本概念与物体的受力图
1.2.1 力矩
1.2 力 矩 与 力 偶
人们从生产实践活动中得知，力不仅能够使物体沿某方向移动， 还能够使物体绕某点产生转动。例如人用扳手拧紧螺母时， 施于 扳手的力F使扳手与螺母一起绕转动中心O转动，由经验可知，转 动效应的大小不仅与F的大小和方向有关， 而且与转动中心点O到F 作用线的垂直距离有关，因此，在F作用线和转动中心点O所在的同一平面 内(如图1.8所示)我们将点O称为矩心，点O到F作用线的垂直距离d称为 力臂，力使物体绕转动中心的转动效应，就用力F的大小与力臂d的乘积 并冠以适当的正负号来度量, 该量称为力对O点之矩，简称力矩，记作
第1章 静力学基本概念与物体的受力图
F1
A
Байду номын сангаасF1
FR
F3
CO
F2
B
F2
图 1.7
第1章 静力学基本概念与物体的受力图
性质四
两物体间的作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反， 沿 同一条直线，分别作用在这两个物体上。
此定律概括了自然界中物体间相互作用关系，表明一切力总是成 对出现的，揭示了力的存在形式和力在物体间的传递方式。
性质二
在作用于刚体的任意力系上，加上或者减去一个平衡力系， 都不会 改变原力系对刚体的作用效果。由此可得如下推论:
推论1
刚体上的力可沿其作用线移到该刚体上的任意位置，并不改变该力对该 刚体的作用效应。
如图1.5所示，作用于小车A点的推力F沿其作用线移到B点， 得拉力F′，虽然推力变为拉力，但对小车的作用效应是相同的。 由此
第1章 静力学基本概念与物体的受力图
1.2.1 力矩
1.2 力 矩 与 力 偶
人们从生产实践活动中得知，力不仅能够使物体沿某方向移动， 还能够使物体绕某点产生转动。例如人用扳手拧紧螺母时， 施于 扳手的力F使扳手与螺母一起绕转动中心O转动，由经验可知，转 动效应的大小不仅与F的大小和方向有关， 而且与转动中心点O到F 作用线的垂直距离有关，因此，在F作用线和转动中心点O所在的同一平面 内(如图1.8所示)我们将点O称为矩心，点O到F作用线的垂直距离d称为 力臂，力使物体绕转动中心的转动效应，就用力F的大小与力臂d的乘积 并冠以适当的正负号来度量, 该量称为力对O点之矩，简称力矩，记作
第1章 静力学基本概念与物体的受力图
F1
A
Байду номын сангаасF1
FR
F3
CO
F2
B
F2
图 1.7
第1章 静力学基本概念与物体的受力图
性质四
两物体间的作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反， 沿 同一条直线，分别作用在这两个物体上。
此定律概括了自然界中物体间相互作用关系，表明一切力总是成 对出现的，揭示了力的存在形式和力在物体间的传递方式。
性质二
在作用于刚体的任意力系上，加上或者减去一个平衡力系， 都不会 改变原力系对刚体的作用效果。由此可得如下推论:
推论1
刚体上的力可沿其作用线移到该刚体上的任意位置，并不改变该力对该 刚体的作用效应。
如图1.5所示，作用于小车A点的推力F沿其作用线移到B点， 得拉力F′，虽然推力变为拉力，但对小车的作用效应是相同的。 由此
工程力学第1章静力学基本概念与物体的受力图(共71张精选PPT)
第1章 静力学基本概念与物体的受力图
第1章 静力学基本概念与物体的受力图
1.1 基本概念
1.2 力矩与力偶
1.3 约束与约束反力 1.4 物体的受力图
思考与练习
第1章 静力学基本概念与物体的受力图
1.1 基 本 概 念
1.1.1 力的概念 力是物体间相互的机械作用。物体间相互的机械作用大致可分为
两类:一类是物体直接接触的作用，另一类是场的作用。这种作用使 物体的运动状态或形状尺寸发生改变。物体运动状态的改变称为力的 外效应或运动效应，物体形状尺寸的改变称为力的内效应或变形效应。
MＯ(F)=Fh=150×320=48 000 N·mm=48 N·m 在(b)种情况下，支点O到力F作用线的垂直距离h=l cos30°， 力F 使锤柄绕O点顺时针转动，则力F对O MＯ(F)=-Fh=-150×320×cos30°=-41 568 N·mm=-41.568 N·m
第1章 静力学基本概念与物体的受力图
可见，力的作用点对刚体来说已不是决定力作用效应的要素。因此，作 用于刚体上的力的三要素是力的大小、方向和作用线。
第1章 静力学基本概念与物体的受力图
F A
B ＝A
F B
图 1.5
第1章 静力学基本概念与物体的受力图
性质三
作用于物体上同一点的两个力可以合成为一个合力，合力的作 用点仍在该点，合力的大小和方向由这两个力为邻边所构成的平行 四边形的对角线来确定，如图1.6(a)所示。其矢量表达式为
标轴x、y上的单位矢量。
如图1.2所示，由力F的起点A和终点B分别作x轴的垂线， 垂足分
别为a、b，线段ab冠以适当的正负号称为力F在x轴上的投影，用Fx表
示，即
Fx=±ab
第1章 静力学基本概念与物体的受力图
1.1 基本概念
1.2 力矩与力偶
1.3 约束与约束反力 1.4 物体的受力图
思考与练习
第1章 静力学基本概念与物体的受力图
1.1 基 本 概 念
1.1.1 力的概念 力是物体间相互的机械作用。物体间相互的机械作用大致可分为
两类:一类是物体直接接触的作用，另一类是场的作用。这种作用使 物体的运动状态或形状尺寸发生改变。物体运动状态的改变称为力的 外效应或运动效应，物体形状尺寸的改变称为力的内效应或变形效应。
MＯ(F)=Fh=150×320=48 000 N·mm=48 N·m 在(b)种情况下，支点O到力F作用线的垂直距离h=l cos30°， 力F 使锤柄绕O点顺时针转动，则力F对O MＯ(F)=-Fh=-150×320×cos30°=-41 568 N·mm=-41.568 N·m
第1章 静力学基本概念与物体的受力图
可见，力的作用点对刚体来说已不是决定力作用效应的要素。因此，作 用于刚体上的力的三要素是力的大小、方向和作用线。
第1章 静力学基本概念与物体的受力图
F A
B ＝A
F B
图 1.5
第1章 静力学基本概念与物体的受力图
性质三
作用于物体上同一点的两个力可以合成为一个合力，合力的作 用点仍在该点，合力的大小和方向由这两个力为邻边所构成的平行 四边形的对角线来确定，如图1.6(a)所示。其矢量表达式为
标轴x、y上的单位矢量。
如图1.2所示，由力F的起点A和终点B分别作x轴的垂线， 垂足分
别为a、b，线段ab冠以适当的正负号称为力F在x轴上的投影，用Fx表
示，即
Fx=±ab
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F1 F2
最简单力系的平衡条件
公理3 加减平衡力系原理
推理1 力的可传性
作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为 大小、方向和作用线。
推理 2 三力平衡汇交定理
平衡时 F3 必与 F12 共线则三力必汇交O 点，且共面。
公理4 作用和反作用定律
作用力和反作用力总是同时存在，同时消失， 等值、反向、共线，作用在相互作用的两个物 体上。
§1-3 物体的受力分析和受力图
在受力图上应画出所有力，主动力和约束力（被动 力） 画受力图步骤：
1、取所要研究物体为研究对象（隔离体）画出其简图 2、画出所有主动力
3、按约束性质画出所有约束（被动）力
例1-1
碾子重为 ， A, B 处光 滑接触，画出碾子的受力图。
P，拉力为 F
解：画出简图
取AB 梁，其受力图如图 (c)
CD 杆的受力图能否
画为图（d）所示？
若这样画，梁 AB 的受 力图又如何改动?
例1-4 不计三铰拱桥的自重与摩 擦，画出左、右拱 AB, CB 的受力图与系统整体受力 图。
解：
右拱 CB 为二力构件，其受 力图如图（b）所示
取左拱AC ,其受力图 如图（c）所示
约 束 力
大小——待定 方向——与该约束所能阻碍的位移方向相反 作用点——接触处
工程常见的约束
1、具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）
光滑支承接触对非自由体的约束力，作用在接触 处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故 称为法向约束力，用FN 表示。
2 、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束
解：
绳子受力图如图（b）所示
梯子左边部分受力 图如图（c）所示
梯子右边部分受力 图如图（d）所示
整体受力图如图（e）所示
提问：左右两部分梯子在A处，绳子对左右两部分 梯子均有力作用，为什么在整体受力图没有画出？
系统整体受力图如 图（d）所示
考虑到左拱 AC 在三个力 作用下平衡，也可按三力 平衡汇交定理画出左拱AC 的受力图，如图（e）所 示
此时整体受力图如图 （f）所示
讨论：若左、右两拱都 考虑自重，如何画出各 受力图？
如图（g） （ h） （ i）
例1 －5 不计自重的梯子放在光滑 水平地面上，画出梯子、 梯子左右两部分与整个系 统受力图。图(a)
在画物体受力图时要注意此公理的应用。Fra bibliotek理5 刚化原理
柔性体（受拉力平衡）
刚化为刚体（仍平衡）
反之不一定成立，因对刚体平衡的充分必要条 件，对变形体是必要的但非充分的。
刚体（受压平衡）
柔性体（受压不能平衡）
1－2 约束和约束力
约束：对非自由体的位移起限制作用的物体。
约束力：约束对非自由体的作用力。
静力学引言
静力学：
研究物体的受力分析、力系的等效替换（或简化）、 建立各种力系的平衡条件的科学。 1、物体的受力分析：分析物体（包括物体系）受 哪些力，每个力的作用位置和方向，并画出物体的 受力图。 2、力系的等效替换（或简化）：用一个简单力系 等效代替一个复杂力系。 几个基本概念： 3、建立各种力系的平衡条件：建立各种力系的 平衡条件，并应用这些条件解决静力学实际问题 。 刚体：绝对不变形的物体，或物体内任意两点间 的距离不改变的物体。
柔索只能受拉力，又称张力。用 FT 表示。
柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体。 胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力。
3 、光滑铰链约束（径向轴承、圆柱铰链、固定铰 链支座等） （1） 、径向轴承（向心轴承）
约束特点： 轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴承孔 为约束。
约束力： 当不计摩擦时，轴与孔在接触为光滑 接触约束——法向约束力。 约束力作用在接触处，沿径向指向轴心。 当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小 与方向均有改变。
力：物体间相互的机械作用，作用效果使物体的 机械运动状态发生改变。 力的三要素：大小、方向、作用点。力是矢量。
力系：一群力。可分为：平面汇交（共点）力 系，平面平行力系，平面力偶系，平面任意 力系；空间汇交（共点）力系，空间平行力系， 空间力偶系，空间任意力系。 平衡：物体相对惯性参考系（如地面）静止或 作匀速直线运动。
画出主动力
画出约束力
例1-2
屋架受均布风力 q （N/m），屋架重为 ， P 画出屋架的受力图。 解：取屋架 画出简图
画出主动力
画出约束力
例1-3 水平均质梁 AB重为 P ，电动 机重为 P ，不计杆 CD 的自 重，画出杆 CD 和梁 AB的受 力图。图(a)
1 2
解：
取 CD 杆，其为二力构件，简 称二力杆，其受力图如图(b)
（iii) 固定铰链支座
约束特点： 由上面构件1或2 之一与地面或机架固定而成。
约束力：与圆柱铰链相同
以上三种约束（经向轴承、光滑圆柱铰链、固定 铰链支座）其约束特性相同，均为轴与孔的配合 问题，都可称作光滑圆柱铰链。
4、其它类型约束
（1）、滚动支座
约束特点： 在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑 辊轴而成。 约束力： 构件受到⊥光滑面的约束力。
(2) 、球铰链
约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球 心任意转动，但构件与球心不能有任何移动。
约束力：当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题。
约束力通过接触点，并指向球心，是一个不能预先确 定的空间力。可用三个正交分力表示。
（3）、止推轴承 约束特点： 止推轴承比径向轴承多一个 轴向的位移限制。
约束力：比径向轴承多一个轴向的约束反力，亦有三 个正交分力 FAx , FAy , FAz。
（1）光滑面约束——法向约束力 FN （2）柔索约束——张力 FT
（3）光滑铰链—— FAy FAx
（4）滚动支座—— FN⊥光滑面
球铰链——空间三正交分力
止推轴承——空间三正交分力
可用二个通过轴心的正交分力 Fx , Fy 表示。
光滑圆柱铰链 约束特点：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成， 如剪刀。
约束力：
光滑圆柱铰链：亦为孔与轴的配合问题，与轴承一 样，可用两个正交分力表示。
其中有作用反作用关系 Fcx Fcx , Fcy Fcy
一般不必分析销钉受力，当要分析时，必须把销 钉单独取出。
第一章 静力学公理和物体的受力分析
介绍静力学5条公理，约束和约束力的概念，物体受 力分析的方法，对画物体受力图进行练习。 1－1 静力学公理 公理1 力的平行四边形法则
合力（合力的大小与）FR F1 F2 (矢量和) 亦可用力三角形求得合力矢 此公理表明了最简单力系的简化规律，是复杂力 系简化的基础。 公理2 二力平衡条件 使刚体平衡的充分必要条件
最简单力系的平衡条件
公理3 加减平衡力系原理
推理1 力的可传性
作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为 大小、方向和作用线。
推理 2 三力平衡汇交定理
平衡时 F3 必与 F12 共线则三力必汇交O 点，且共面。
公理4 作用和反作用定律
作用力和反作用力总是同时存在，同时消失， 等值、反向、共线，作用在相互作用的两个物 体上。
§1-3 物体的受力分析和受力图
在受力图上应画出所有力，主动力和约束力（被动 力） 画受力图步骤：
1、取所要研究物体为研究对象（隔离体）画出其简图 2、画出所有主动力
3、按约束性质画出所有约束（被动）力
例1-1
碾子重为 ， A, B 处光 滑接触，画出碾子的受力图。
P，拉力为 F
解：画出简图
取AB 梁，其受力图如图 (c)
CD 杆的受力图能否
画为图（d）所示？
若这样画，梁 AB 的受 力图又如何改动?
例1-4 不计三铰拱桥的自重与摩 擦，画出左、右拱 AB, CB 的受力图与系统整体受力 图。
解：
右拱 CB 为二力构件，其受 力图如图（b）所示
取左拱AC ,其受力图 如图（c）所示
约 束 力
大小——待定 方向——与该约束所能阻碍的位移方向相反 作用点——接触处
工程常见的约束
1、具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）
光滑支承接触对非自由体的约束力，作用在接触 处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故 称为法向约束力，用FN 表示。
2 、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束
解：
绳子受力图如图（b）所示
梯子左边部分受力 图如图（c）所示
梯子右边部分受力 图如图（d）所示
整体受力图如图（e）所示
提问：左右两部分梯子在A处，绳子对左右两部分 梯子均有力作用，为什么在整体受力图没有画出？
系统整体受力图如 图（d）所示
考虑到左拱 AC 在三个力 作用下平衡，也可按三力 平衡汇交定理画出左拱AC 的受力图，如图（e）所 示
此时整体受力图如图 （f）所示
讨论：若左、右两拱都 考虑自重，如何画出各 受力图？
如图（g） （ h） （ i）
例1 －5 不计自重的梯子放在光滑 水平地面上，画出梯子、 梯子左右两部分与整个系 统受力图。图(a)
在画物体受力图时要注意此公理的应用。Fra bibliotek理5 刚化原理
柔性体（受拉力平衡）
刚化为刚体（仍平衡）
反之不一定成立，因对刚体平衡的充分必要条 件，对变形体是必要的但非充分的。
刚体（受压平衡）
柔性体（受压不能平衡）
1－2 约束和约束力
约束：对非自由体的位移起限制作用的物体。
约束力：约束对非自由体的作用力。
静力学引言
静力学：
研究物体的受力分析、力系的等效替换（或简化）、 建立各种力系的平衡条件的科学。 1、物体的受力分析：分析物体（包括物体系）受 哪些力，每个力的作用位置和方向，并画出物体的 受力图。 2、力系的等效替换（或简化）：用一个简单力系 等效代替一个复杂力系。 几个基本概念： 3、建立各种力系的平衡条件：建立各种力系的 平衡条件，并应用这些条件解决静力学实际问题 。 刚体：绝对不变形的物体，或物体内任意两点间 的距离不改变的物体。
柔索只能受拉力，又称张力。用 FT 表示。
柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体。 胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力。
3 、光滑铰链约束（径向轴承、圆柱铰链、固定铰 链支座等） （1） 、径向轴承（向心轴承）
约束特点： 轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴承孔 为约束。
约束力： 当不计摩擦时，轴与孔在接触为光滑 接触约束——法向约束力。 约束力作用在接触处，沿径向指向轴心。 当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小 与方向均有改变。
力：物体间相互的机械作用，作用效果使物体的 机械运动状态发生改变。 力的三要素：大小、方向、作用点。力是矢量。
力系：一群力。可分为：平面汇交（共点）力 系，平面平行力系，平面力偶系，平面任意 力系；空间汇交（共点）力系，空间平行力系， 空间力偶系，空间任意力系。 平衡：物体相对惯性参考系（如地面）静止或 作匀速直线运动。
画出主动力
画出约束力
例1-2
屋架受均布风力 q （N/m），屋架重为 ， P 画出屋架的受力图。 解：取屋架 画出简图
画出主动力
画出约束力
例1-3 水平均质梁 AB重为 P ，电动 机重为 P ，不计杆 CD 的自 重，画出杆 CD 和梁 AB的受 力图。图(a)
1 2
解：
取 CD 杆，其为二力构件，简 称二力杆，其受力图如图(b)
（iii) 固定铰链支座
约束特点： 由上面构件1或2 之一与地面或机架固定而成。
约束力：与圆柱铰链相同
以上三种约束（经向轴承、光滑圆柱铰链、固定 铰链支座）其约束特性相同，均为轴与孔的配合 问题，都可称作光滑圆柱铰链。
4、其它类型约束
（1）、滚动支座
约束特点： 在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑 辊轴而成。 约束力： 构件受到⊥光滑面的约束力。
(2) 、球铰链
约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球 心任意转动，但构件与球心不能有任何移动。
约束力：当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题。
约束力通过接触点，并指向球心，是一个不能预先确 定的空间力。可用三个正交分力表示。
（3）、止推轴承 约束特点： 止推轴承比径向轴承多一个 轴向的位移限制。
约束力：比径向轴承多一个轴向的约束反力，亦有三 个正交分力 FAx , FAy , FAz。
（1）光滑面约束——法向约束力 FN （2）柔索约束——张力 FT
（3）光滑铰链—— FAy FAx
（4）滚动支座—— FN⊥光滑面
球铰链——空间三正交分力
止推轴承——空间三正交分力
可用二个通过轴心的正交分力 Fx , Fy 表示。
光滑圆柱铰链 约束特点：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成， 如剪刀。
约束力：
光滑圆柱铰链：亦为孔与轴的配合问题，与轴承一 样，可用两个正交分力表示。
其中有作用反作用关系 Fcx Fcx , Fcy Fcy
一般不必分析销钉受力，当要分析时，必须把销 钉单独取出。
第一章 静力学公理和物体的受力分析
介绍静力学5条公理，约束和约束力的概念，物体受 力分析的方法，对画物体受力图进行练习。 1－1 静力学公理 公理1 力的平行四边形法则
合力（合力的大小与）FR F1 F2 (矢量和) 亦可用力三角形求得合力矢 此公理表明了最简单力系的简化规律，是复杂力 系简化的基础。 公理2 二力平衡条件 使刚体平衡的充分必要条件