1 静力学1.1力的基本性质
模块一 静力学基本知识
C
C
A
FAx FA FAy F C
B
FB
F C
B
FB
F′C F′C
FAx
A FAy
A
FA
例题5:图示机构中，当销钉C附于BC杆，销钉A附于AB杆 时，不计摩擦和自重，试分别画出各杆及整体的受力图。
FBy
P B P
FCy
C FCx FC B C F
C
y FAx D FDx A
链杆就是两端铰接而中间不受力的刚性直杆。这种约束只能限制物体沿链 杆轴线方向上的运动而不能限制其他方向的运动，所以，链杆约束的约束反 力沿着链杆的轴线，指向为拉力或压力。常用符号R表示。链杆属于二力杆的 一种特殊情形。
① 两端用光滑铰链与其 它物体连接的刚杆；
链杆
链杆：
② 不计自重； ③ 杆上无其它主动力作用。
F
A
=
B F
A
F1 F2
=
A
B
F1
1.1.2 静力学基本公理 4、力的平行四边形法则
作用在物体上同一点的两个力，可以合成 为仍作用于该点的一个合力，合力的大小 和方向由这两个力为邻边所构成的平行四 边形的对角线确定。 即：合力为原两力的矢量和。 矢量表达式：R= F1+F2
A F2
R
F1
1.1.2 静力学基本公理
1.2.2 几种常见的约束及其反力 1、柔体约束 用柔软的皮带、绳索、链条阻碍物体运动 而构成的约束叫柔体约束。约束反力作用于接 触点，方向沿绳索中心线背离物体，为拉力。 用T来表示。
T P P
1.2.2 几种常见的约束及其反力 2、光滑接触面约束 当两物体在接触处的摩擦力很小而略去不计时， 其中一个物体就是另一个物体的光滑接触面约束。 光滑接触面的约束反力作用于接触点，沿着接 触面的公法线指向被约束的物体，为压力。用N来 表示。
1.1静力学基础
一点。
F1
证明：1 利用力的可传性原理找到、
F2两个力的交点O；
A
R12
2 利用平行四边形法则在交 点O合成一个合力R12；
CO
B
F2
3 合力R12与第三个力F3满足 二力平衡公理，必定共线，
F3
2020/9/26
各力的汇交点
即三力平衡必汇交与一点O。
4.作用与反作用原理公理（公理四）
两物体间相互作用的力，总是大小相等、方向相反、 沿同一作用线，分别作用在相互作用的两个物体上。
2020/9/26
1.平面力系— 力的作用线在同一平面上的力系为平面力
系。平面力系又可以分为：
平面汇交力系 —所有力的作用线汇交于一点的平面力系
平面平行力系 —所有力的作用线都互相平行的平面力系
平面力偶系—物体受同一平面的一群力偶作用
平面任意力系 —所有力的作用线既不交于同一点，又不
互相平行的平面力系。 如果作用于刚体上的一力系可用另一力系来代替，而不改 变刚体的运动状态，则称两力系互为等效力系。一个力与 一个力系等效，则称这个力为该力系的合力；力系中的各 个力称为合力的分力。将各分力代换成合力的过程，称为 力2系020/的9/26合成；将合力代换成分力的过程，则称为力的分解
R
R
怎 样 求 合 力 2020/9/26 ？
力三角形法则
求合力例题： 已知皮带预紧力s1、s2和包角，求对轴的压力Q
轴上压力Q 包角
怎 样 求 合 力 ？
皮带轮
2020/9/26
皮带预紧力S
推论2：三力平衡汇交定理
若刚体在三个力的作用下处于平衡，且其中二
力相交于一点，则第三个力的作用线必通过同
建筑力学静力学课程教案
湖南交通工程学院课程授课教案1.1.2 力的性质力的三要素表明：力是矢量，要用一条带有箭头的线段来表示（图1-1）。
课后小结本次课我们主要了解了工程力学的研究对象、研究任务和研究内容，并重点讲解了力的概念及性质，希望同学们课后多加复习和理解，为后面的学习打好基础。
湖南交通工程学院课程授课教案授课内容第一章力的概念及性质1.2 静力学基本公理教学目的及要求掌握静力学基本公理重点难点静力学基本公理参考资料中国石油大学出版社教学方法讲述教学手段板书教学过程教学手段方法设计新课讲授第一章静力学基础1.2 静力学基本公理1.2.1 二力平衡公理二力作用在同一刚体上，使刚体处于平衡状态的充要条件是：这两个力的大小相等、方向相反，且作用线沿同一直线。
二力平衡是一切平衡力系的基础。
建筑结构中受二力平衡的杆件很多，钢筋受拉平衡，柱子受轴向压力平衡都属于这一类。
1.2.2 力的平行四边形公理作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。
合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。
该法则指出，两个力合成不能简单地求算术和，而要用平行四边形法则求几何和，即矢量和，它是力系简化的基础（图1-3）。
F R=F1+F2，“+”表示矢量相加。
湖南交通工程学院课程授课教案教学方法讲述教学手段板书教学过程教学手段方法设计新课讲授1、力的可传性图1-4（b）比1-4（a）增加了一对平衡力，且有F1=-F2=F（即三力的大小相同），作用线沿同一直线，根据加减平衡力系公理，显然图1-4（a）及图1-4（b）二力系为等效力系。
由于图1-4（b）中F2及F又可视为一平衡力系，将此平衡力系减去即成为图1-4（c）所示力系。
同理，图1-4（b）及图1-4（c）力系等效。
最终，图1-4（a）及图1-4（c）力系等效。
2、三力平衡汇交定理不平行的三个力若平衡，该三力必汇交于一点且在同一平面内。
此定理证明如下：若图1-5所示刚体上不平行的三个力F1，F2及F3处于平衡状态，根据力的平行四边形公理，考虑到力的可传性，显然F2及F3可合成为一个过交点D的力FR，此时三力平衡已变成为F1及FR的二力平衡。
静力学的基本概念
M (F , F' ) Fh
静力学基础
力偶在平面内是代数量，正负号表示力偶的转动方向。 通常规定：逆时针转动时符号为正，顺时针转动时符 号为负。
力偶
力偶矩
3. 力偶的三要素 力偶对刚体的转动效应，取决于力偶的大小、力偶的转 向和力偶的作用面。这三个因素称为力偶的三要素。
4. 力偶的单位 力偶矩的国际单位是：牛顿米(N ·m)。
静力学基础
1.3 刚体的概念 在外界的任何作用下形状和大小都始终保持不变 的物体。或者在力的作用下，任意两点间的距离保 持不变的物体。
刚体是一种理想的力学模型。
一个物体能否视为刚体，不仅取决于变形的大 小，而且和问题本身的要求有关。
静力学基础
(N)，或千牛(kN)。
静力学基础
1.2 力偶的概念
1. 力偶的定义 我们把一对大小相等、方向相反、作用线相互平行的 力称为力偶。如图1-4所示，力偶对刚体产生转动效应， 刚体的转动发生在这一对力的作用线所构成的平面内， 该平面称为力偶作用面。作用面不同，力偶的作用效应 也不一样。两力作用线间的距离称为力偶臂，用h表示。
1.4 力系的概念
作用于同一物体上的若干力组成的系统称为力系。 物体处于平衡状态时，作用于该物体上的力系称为平衡 力系。力系平衡时所满足的条件称为平衡条件。
如果两个力系对同一物体的作用效应完全相同，则 称这两个力系为等效力系。当一个力与一个力系的作用 效应完全相同时，则称这个力为该力系的合力，而该力 系中的其它力称为合力的分力。如果用这个合力来代替 该力系，则称为力系的简化。
机械工程基础
机械设计基础(含工程力学)课程标准
.Word 资料机械设计基础（含工程力学）课程标准课程代码：课程性质：必修课课程类型：B类课（一）课程目标《工程力学》是机械设计与制造专业的一门重要的主干课程。
在整个教学过程中应从高职教育培养目标和学生的实际情况出发，在教学内容的深广度、教学方法上都应与培养高技能人才目标接轨。
通过本课程的学习，使学生达到以下目标：1、深刻理解力学的基本概念和基本定律，熟练掌握解决工程力学问题的定理和公式。
能将实际物体简化成准确的力学模型，应用力学基本概念和定理解决相关力学问题；2、能对静力学问题进行分析和计算，对刚体、物系进行受力分析和平衡计算；3、正确应用公式对受力不很复杂的构件进行强度、刚度和稳定性的计算；4、通过应力状态分析建立强度理论体系。
5、步掌握材料的力学性能及材料的相关力学实验。
掌握基本实验的操作及测试方法（二）课程内容与要求工程力学分为理论力学和材料力学部分。
理论力学部分以静力学为主，包括静力学基础、力系的简化、力系的平衡。
材料力学部分包括杆件的四种基本变形（轴向拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转、弯曲）的内力、应力和变形，应力状态与强度理论，组合变形杆的强度和压杆稳定。
第一篇静力学静力学主要内容有：力的概念，约束与约束反力，受力分析和受力图；力对点的矩，力对轴的矩，力偶与力偶系的简化，力的平移，力系的简化；平衡条件与平衡方程，特殊力系的平衡，空间一般力系的平衡，物体系的平衡，平面静定桁架的内力，考虑摩擦时的平衡。
第二篇材料力学材料力学主要内容有：材料的力学性能，拉伸与压缩时的力学性能，构件的强度、刚度和稳定性，强度条件、刚度条件，应力状态分析与四种强度理论。
课程要求：熟练掌握静力学的基本概念：四个概念、六个公理及推论、一个定理。
能应用静力学的基本理论对刚体进行受力分析；明确平面任意力系的简化；熟练掌握平面力系的平衡方程及其应用；掌握材料力学的基本概念；掌握四种变形方式的内力、应力、内力图；学会四种载荷作用方式下强度、刚度、稳定性计算；理解应力状态与强度理论。
工程力学第1章
这类约束是由绳索、链条或胶带等柔性体构成的。因为柔体只能受拉，不能受压。因此，只能限制与 其接触的物体沿柔体伸长方向的运动，而不能限制其它方向的运动。所以，柔体约束对物体的约束反力 方向，只能是沿着柔体拉直时的中心线而背离被约束物体，如图1-8所示。
图1-7作用与反作用力
作用与反作用定律概括了自然界中物体相互作用的关系。表明作用的力总是成对出现，有作用力就有 反作用力，两者总是同时存在，又同时消失。 1．3常见约束与约束反力
在力学中常把物体分为两大类：能在空间自由运动的物体称为自由体。例如空中飞行的气球。受到其 它物体限制而不能在空间自由运动的物体称为非自由体，例如轨道上的火车和机床的刀具等。火车只能 沿轨道运动，向其它方向的运动将受到轨道的限制。
注1： 因为力是物体间相互的机械作用，所以它不能脱离物体而存在。 注2：力对物体作用的效应决定于力的大小、方向和作用点。通常称为力的三要素。当这三个要素中 任何一个有所改变时，力的作用效果就会改变。 注3：本书采用国际单位制，牛[顿](N)或千牛(kN)。 注4：力是矢量。在图上它可用一有向线段(矢线)来表示，如图1-1所示。线段的长度(按一定的比例) 表示力的大小，线段的箭头表示力的指向，线段的始端或末端表示力的作用点，线段所在的直线称为力 的作用线。
所谓刚体，就是在任何情况下，任意两点间距离都保持不变的物体。当然，在宇宙中并无刚体存在， 一切物体受力都要产生变形，刚体只是一个理想的力学模型。工程力学的静力学和运动力学部分在研究 物体的平衡或运动时，将物体的微小变形忽略不计，而将物体视为刚体。在材料力学部分需研究物体的 变形，故不能把物体看成刚体。
《汽车机械基础》第一章静力的概念与性质
教师授课教案2018 /2019 学年第一学期课程汽车机械基础教学内容讲授新课：第一章静力学基础第一节力的概念与性质一、力的基本知识1. 力的定义力是物体间的相互作用，作用的结果使物体的运动状态发生变化或使物体发生变形。
注意：力是一个物体对另一个物体的作用，不能脱离实际物体而存在。
如运动员踢足球，足球瞬时产生局部变形，并向前快速滚动，都是运动员作用力的结果。
2. 力的三要素力的作用效果取决于三个要素，即力的大小、方向和作用点。
（1）力的大小指物体间相互作用的强弱，单位是N（牛）或kN（千牛）。
（2）力的方向指作用力的指向和方位。
（3）力的作用点指力作用在物体上的位置。
注意：力是一个既有方向又有大小的矢量。
如图1-2所示，力的大小不同，作用位置不同，作用的方向不同，都会产生不同的效果。
3.力的矢量表示注意：在力学中有两类量：标量和矢量。
标量只考虑力的大小，如质量、长度等；矢量既考虑大小，又要考虑方向。
力是矢量，既有大小和又有作用的方向。
通常力用带箭头的线段表示，箭头的指向表示力的方向，线段的长度按一定的比例表示力的大小。
力的矢量用在图示中黑体字F表示，如图1-3所示。
二、力的基本性质1. 作用力与反作用力定律一个物体对另一个物体有作用力时，另一个物体对此物体必有一个反作用力，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，且分别作用在两个物体上。
注意：一切力都是成对出现的。
2. 二力平衡公理作用于某刚体上的两个力，使该刚体保持平衡的必要与充分的条件是：这两个力大小相等、方向相反、且作用在同一直线上。
简称二力等值、反向、共线，如图1-4所示。
用矢量表示为：F1=－F2利用二力平衡公理可以得出一个推论：作用于刚体上的力，可以沿其作用线移动到该刚体上的任一点，而不改变它对刚体的作用效果。
称为力的可传递原理。
如图1-5a所示。
合力用公式表示为F R=F1+ F23. 力的平行四边形法则作用于某一点的两个力可以合成为一个合力，其合力也作用于该点，合力的大小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所示。
高一物理静力学解析知识点
高一物理静力学解析知识点引言：静力学是物理学的一个重要分支，研究物体在静止状态下的力学问题。
在高一物理学习中，学生首次接触静力学，掌握静力学的基本知识对于今后学习物理和理解力学世界非常重要。
本文将介绍高一物理静力学解析知识点，为学生提供一些帮助和指导。
一、力的平衡物体在静止状态下，各个力之间必须达到平衡。
根据牛顿第一定律，物体受到的合力为零时，物体将保持静止。
力的平衡可以通过力的合成和分解来解析。
1.1 力的合成力的合成是指将多个力合成为一个力。
利用力的合成可以求得合力的大小和方向。
根据平行四边形法则，两个大小和方向不同的力可以合成一个平行四边形的对角线，对角线的长度就是合力的大小。
1.2 力的分解力的分解是指将一个力分解为多个力。
利用力的分解可以将力按照指定的方向拆解，使得力的分解方向与其他力相互垂直，便于计算。
常见的力的分解方法有平行分解和垂直分解。
二、力的条件物体静止的时候，除了力的平衡外，还需要满足力的条件。
2.1 合力为零当物体受到的合力为零时，物体处于力的平衡状态。
合力为零的情况有两种，一种是力的合成得到的合力为零，另一种是受到的多个力方向相反，大小相等，合力为零。
2.2 相互作用力物体在静止状态下，与周围环境相互作用力相等。
根据牛顿第三定律，物体对其他物体的作用力与其他物体对它的作用力大小相等，方向相反。
三、杠杆原理杠杆是一个重要的物理学工具，在静力学中有广泛的应用。
杠杆原理可以帮助我们解决力的平衡问题，并且可以应用于杠杆平衡和杠杆原理两个方面。
3.1 杠杆的定义杠杆是一个刚性物体，可以围绕某一点旋转。
在杠杆上，有一个称为支点的点，支点的位置对于杠杆的平衡非常重要。
3.2 杠杆平衡杠杆平衡是指杠杆上两个力的大小和位置达到平衡状态。
当杠杆平衡时，力矩的总和为零。
力矩是指力对于旋转点的乘积，计算公式为力乘以力臂的长度。
3.3 杠杆原理杠杆原理是应用于力的平衡的一种方法，利用杠杆的力臂和力量来求解未知力的大小和位置。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
FR
O F2
=
O
FR为F1和F2的合力， F1和F2为FR的分力。
第 1章 静 力 学 基 础 1.1 力的基本性质
1.1.1 力的基本概念 2. 刚体的概念
第 1章 静 力 学 基 础 1.1 力的基本性质
1.1.1 力的基本概念 （3）力的分类 按力作用范围的大小，分为集中力和分布力。 F qa
a 集中力 分布力
第 1章 静 力 学 基 础 1.1 力的基本性质
1.1.1 力的基本概念 （4）力的表示法 力位矢量，用按比例有方向的有向线 段表示。
第 1章 静 力 学 基 础 1.1 力的基本性质
1.1.2 静力学公理 推论1 力的可传性原理
作用于刚体上某一点的力，可沿其作用线任意移动而不改变它对 刚体的作用效应。
第 1章 静 力 学 基 础 1.1 力的基本性质
1.1.2 静力学公理 推论1 力的可传性原理
作用于刚体上某一点的力，可沿其作用线任意移动而不改变它对 刚体的作用效应。
F1
A
F
F2
相反，一个力也可按 平行四边形公理分解 为两个力。
F F1 F2
第 1章 静 力 学 基 础 1.1 力的基本性质
1.1.2 静力学公理 推论2 三力平衡汇交定理 当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的作用线 相交于某点，则第三力的作用线必定也通过这个点。
【证明】
FB
FB
B
FA
A
=
FA=FB=FB'
A
FA
B FB
=
A
作用于刚体上的力的三要素为力的大小、方向和作用线。
第 1章 静 力 学 基 础 1.1 力的基本性质
1.1.2 静力学公理 公理3 力的平行四边形公理
作用于物体上同一点的两个力，可以合成为作用于该点的一个合力，合 力的大小与方向可用这两个力为邻边所做的平行四边形的对角线来确定。
力的内效应 几何形状和尺寸发生变化
第 1章 静 力 学 基 础 1.1 力的基本性质
1.1.1 力的基本概念 （1）力的定义 力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运动 状态发生变化（运动效应或外效应 ）或使物体产生几何形状和 尺寸发生改变（变形效应或内效应）。
81岁山东老太用牙齿拖行四吨重轿车
二力构件
不是二力构件 (a) (b )
第 1章 静 力 学 基 础 1.1 力的基本性质
1.1.2 静力学公理 公理1 二力平衡公理 二力构件 两个力作用下处于平衡状态的构件通常 称为二力构件。 二力构件特 点：作用力 沿两受力点 连线方向
二力构件
第 1章 静 力 学 基 础 1.1 力的基本性质
踢足球
第 1章 静 力 学 基 础 1.1 力的基本性质
1.1.1 力的基本概念 （2）力的三要素
力对物体作用的效应，决定于力 的大小、方向和作用点，这称为 力的 三要素。
力的大小：机械作用强弱（N 或kN）。 力的方向：指向和方位。 力的作用点：力的作用位置。
F
A
B
└─┘
当三要素中有任何一个改变时，力的作 用效应也会发生变化。
1.1.2 静力学公理 公理1 二力平衡公理
二力构件特 点：作用力 沿两受力点 连线方向
二力构件 两个力作用下处于平衡状态的构件通常 称为二力构件。 F A C B D FC C FD D
第 1章 静 力 学 基 础 1.1 力的基本性质
1.1.2 静力学公理 公理1 二力平衡公理
例题
F B
1.1.2 静力学公理 公理1 二力平衡公理
最简单的力系平衡条件。
作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充 分条件是：这两个力的大小相等，方向相反，且作用 在同一直线上。 等值 |F1|=|F2| 反向 F1=-F2 共线 作用线同线
第 1章 静 力 学 基 础 1.1 力的基本性质
1.1.2 静力学公理 公理1 二力平衡公理 作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充 分条件是：这两个力的大小相等，方向相反，且作用 在同一直线上。 二力构件 两个力作用下处于平衡状态的构件通常 称为二力构件。
证明
三力平衡时，若已知两个力的作用线方 向，可确定另一个未知力的作用线。
第 1章 静 力 学 基 础 1.1 力的基本性质
1.1.2 静力学公理 习题 下图中三力相互平衡，求在A处受力FA的作用线方向？ FB FA FC
第 1章 静 力 学 基 础 1.1 力的基本性质
1.1.2 静力学公理 公理4 作用与反作用公理
第1章 静力学基础
第 1章 静 力 学 基 础 1.1 力的基本性质
1.1.1 力的基本概念
1. 力与力系的概念 （1） 力的定义
力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运动 状态发生变化（运动效应或外效应 ）或使物体产生几何形状和 尺寸发生改变（变形效应或内效应）。
力的外效应 运动状态发生变化
刚体是静力学中理想化的力学模型
在力的作用下保持几何形状和尺寸不变的物体。
第 1章 静 力 学 基 础 1.1 力的基本性质
1.1.1 力的基本概念 3. 平衡的概念 平衡 指物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态。
平衡力系 若力系使物体处于平衡状态，则称该力系为平 衡力系。
第 1章 静 力 学 基 础 1.1 力的基本性质
FB
二力构件特 点：作用力 沿两受力点 连线方向
B
A
C
C FC
第 1章 静 力 学 基 础 1.1 力的基本性质
1.1.2 静力学公理
公理2 加减平衡力系公理
是研究力系等效替换的重要依据。
在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改变 厡力系对刚体的作用效果。
F3
F1
F2 '
F3
F2
等 效
F1
两个物体间的作用力与反作用力总是同时存在，且大小相等，方向相反， 沿同一条直线，分别作用在两个物体上。
作用力与反作用力分别作用在两个物体上，同时出现，同时消失。 与二力平衡区别
有向线段的长度表示力的大小； 线段的方位和指向表示力的方向； 线段的起点或终点表示力的作用点。
A
F
Байду номын сангаас
B
└─┘
力的名字用大写英文字母 F 表示，并可加上相应的角标
表示力的属性，如 FW，FN，F1 等。
第 1章 静 力 学 基 础 1.1 力的基本性质
1.1.1 力的基本概念 （5）力系的概念 作用于物体上的一群力。