01 静力学公理与物体的受力分析

静力学公理和物体受力分析
静力学公理
静力学公理是指为了解释静力学现象所进行的一种假设，它是整个静力学理论的基础。

静力学公理共有三个：
1. 任何物体都具有质量和惯性，质量的大小与惯性的程度是相等的。

2. 物体受到的合力与加速度成正比，比例常数是物体的质量。

3. 物体间的相互作用力大小相等、方向相反，这些力产生的加速度也相等、方向相反。

这三个公理共同构成了质点力学的基础，静力学可以用这些公理来推导物体的运动状态。

物体受力分析是一种基本的力学方法，用于确定物体所受到的所有力，并根据这些力
计算出物体的运动状态。

物体受力分析的步骤如下：
1. 确定物体所受到的所有力，这些力可以是重力、弹性力、摩擦力等等。

2. 将力向量沿物体上的直线展开，可以得到每个力的大小和方向。

3. 将每个力的大小和方向表示成矢量形式。

4. 根据牛顿第二定律，计算物体所受力的合力，并根据公式F=ma计算物体的加速
度。

5. 计算物体的位移和速度，并确定物体的运动状态。

物体受力分析是一种重要的力学方法，可以应用于各种物体的运动状态计算，特别是
在工程中进行强度计算和结构分析时，物体受力分析是一种不可或缺的工具。

第一章静力学公理与物体的受力分析第一篇静力学静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的一门科学。

静力学中所指的物体都是刚体。

所谓刚体是指物体在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变，这是一种理想化的力学模型。

“平衡〞是指物体相对于惯性参考系〔如地面〕保持静止或作匀速直线运动的状态，是物体运动的一种特殊形式。

静力学主要研究以下三个问题： 1．物体的受力分析分析物体共受几个力作用，每个力的作用位置及其方向。

2．力系的简化所谓力系是指作用在物体上的一群力。

如果作用在物体上两个力系的作用效果是相同的，那么这两个力系互称为等效力系。

用一个简单力系等效地替换一个复杂力系的过程称为力系的简化。

力系简化的目的是简化物体受力，以便于进一步分析和研究。

3．建立各种力系的平衡条件刚体处于平衡状态时，作用于刚体上的力系应该满足的条件，称为力系的平衡条件。

满足平衡条件的力系称为平衡力系。

力系平衡条件在工程中有着特别重要的意义，是设计结构、构件和零件的静力学根底。

第一章静力学公理与物体受力分析§1.1力的概念与分类力是人们从长期生产实践中经抽象而得到的一个科学概念。

例如，当人们用手推、举、抓、掷物体时，由于肌肉伸缩逐渐产生了对力的感性认识。

随着生产的开展，人们逐渐认识到，物体运动状态及形状的改变，都是由于其它物体对其施加作用的结果。

这样，由感性到理性建立了力的概念：力是物体间相互的机械作用，其作用结果是使物体运动状态或形状发生改变。

实践说明力的效应有两种，一种是使物体运动状态发生改变，称为力对物体的外效应；另一种是使物体形状发生改变，称为力对物体的内效应。

在静力学局部将物体视为刚体，只考虑力的外效应；而在材料力学局部那么将物体视为变形体，必须考虑力的内效应。

力是物体之间的相互作用，力不能脱离物体而独立存在。

在分析物体受力时，必须注意物体间的相互作用关系，分清施力体与受力体。

否那么，就不能正确地分析物体的受力情况。

Part 1静力学(Statics)Chapter 1 静力学基础§1－1 静力学基本概念一、静力学的任务研究物体在力的作用下平衡的规律及其应用。

平衡（equilibrium）：运动状态不变称为平衡。

严格地讲指相对于惯性参考系处于匀速运动或静止状态。

一般所谓的平衡状态，是指相对于地面的平衡状态，特别指相对于地面的静止状态。

静力学静力分析受力分析，求平衡力强度、刚度平衡满足一定的条件动力学研究的基础二、力和力系1、力（force）例子：推车、拉伸弹簧力是物体间的相互作用，这种作用可以使物体的运动状态和形状发生变化——力的效应（effect）。

力学只研究力的效应，而不追究其物理来源，事实证明，力的物理来源与力的效应无关。

我们约定，力使物体运动状态发生改变的效应称为运动效应或外效应（external effect），力使物体产生变形的效应称为变形效应或内效应（internal effect）。

力的大小、方向和作用点是表征力的全部性质的三要素。

这三个要素决定了力的作用效果。

——通过力的作用点，按力的方向画出来的线——作用线方大 小：作用的强弱，产生效果的大小。

国际标准：N 、kN ，工程制：kgf 、tf 。

矢量（vector ）和标量（scalar quantity ）。

力是一种矢量，符合矢量的运算法则（定位矢）自由矢量（free vector ）？滑动矢量（sliding vector ）？固定矢量（fixed vector ）？表示为有向线段，注以F 或F 。

k Z j Y i X F⋅+⋅+⋅=FF 仅表示此力的大小F F =，222Z Y X F ++=2、力系（system of forces ）同时作用于同一物体或物体系上的一群力，称为力系。

可分为平面力系、空间力系，也可细分为共点力系（system of forces applied at the same point ）、汇交力系（system of concurrent forces ）、平行力系（system of parallel forces ）等等。

第一章静力学公理与物体的受力分析、判断题1 .力是滑动矢量，可沿作用线移动。

（）2. 凡矢量都可用平行四边形法则合成。

（）3 .凡是在二力作用下的构件称为二力构件。

（）4. 两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。

（）5. 凡是合力都比分力大。

（）6. 刚体的平衡条件是变形体平衡的必要条件，而非充分条件。

（）7. 若作用在刚体上的三个力的作用线汇交于一点，则该刚体必处于平衡状态。

（）、填空题1. 作用力与反作用力大小，方向，作用在。

2 .作用在同一刚体上的两个力使刚体平衡的充要条件是这两个力，，。

3. 在力的平行四边形中，合力位于。

三、选择题1 .在下述公理、法则、定理中，只适用于刚体的有（）。

A.二力平衡公理B力的平行四边形法则C.加减平衡力系原理D力的可传性TE作用与反作用定律2. 图示受力分析中，G是地球对物体A的引力，T是绳子受到的拉力，则作用力与反作用力指的是（）。

A「与GBT与GCG与G DT 与G3 .作用在一个刚体上的两个力F A、F B，若满足F A=-F B的条件，则该二力可能是（）A作用力与反作用力或一对平衡力B一对平衡力或一个力偶C一对平衡力或一个力或一个力偶D作用力与反作用力或一个力偶四、作图题1. 试画出下列各物体的受力图。

各接触处都是光滑的(a)( b)B CA P(d) (c)DCW DWAB 30 (e)2. 试画出图示系统中系统及各构件的受力图。

假设各接触处都是光滑的，图中未画出重力的构件其自重均不考虑。

P1AP2B(a)(e)AC(d)PDFAAW(f)(g)abc题11图 第二章平面汇交力系与平面力偶系、判断题1•两个力F i 、F 2在同一轴上的投影相等，则这两个力大小一定相等。

（）2•两个力F i 、F 2大小相等，则它们在同一轴上的投影大小相同。

（）3•力在某投影轴方向的分力总是与该力在该轴上的投影大小相同。

（）4. 平面汇交力系的平衡方程中，选择的两个投影轴不一定要满足垂直关系。

静力学知识点第一章静力学公理和物体的受力分析本章总结1.静力学是研究物体在力系作用下的平衡条件的科学。

2.静力学公理公理1 力的平行四边形法则。

公理2 二力平衡条件。

公理3 加减平衡力系原理公理4 作用和反作用定律。

公理5 刚化原理。

3.约束和约束力限制非自由体某些位移的周围物体，称为约束。

约束对非自由体施加的力称为约束力。

约束力的方向与该约束所能阻碍的位移方向相反。

4.物体的受力分析和受力图画物体受力图时，首先要明确研究对象（即取分离体）。

物体受的力分为主动力和约束力。

要注意分清内力与外力，在受力图上一般只画研究对象所受的外力；还要注意作用力和反作用力之间的相互关系。

常见问题问题一画受力图时，严格按约束性质画，不要凭主观想象与臆测。

第二章平面力系本章总结1. 平面汇交力系的合力（ 1 ）几何法：根据力多边形法则，合力矢为合力作用线通过汇交点。

（ 2 ）解析法：合力的解析表达式为2. 平面汇交力系的平衡条件（ 1 ）平衡的必要和充分条件：（ 2 ）平衡的几何条件：平面汇交力系的力多边形自行封闭。

（ 3 ）平衡的解析条件（平衡方程）：3. 平面内的力对点O 之矩是代数量，记为一般以逆时针转向为正，反之为负。

或4. 力偶和力偶矩力偶是由等值、反向、不共线的两个平行力组成的特殊力系。

力偶没有合力，也不能用一个力来平衡。

平面力偶对物体的作用效应决定于力偶矩M 的大小和转向，即式中正负号表示力偶的转向，一般以逆时针转向为正，反之为负。

力偶对平面内任一点的矩等于力偶矩，力偶矩与矩心的位置无关。

5. 同平面内力偶的等效定理：在同平面内的两个力偶，如果力偶相等，则彼此等效。

力偶矩是平面力偶作用的唯一度量。

6. 平面力偶系的合成与平衡合力偶矩等于各分力偶矩的代数和，即平面力偶系的平衡条件为7、平面任意力系平面任意力系是力的作用线可杂乱无章分布但在同一平面内的力系。

当物体（含物体系）有一几何对称平面，且力的分别关于此平面对称时，可简化为平面力系计算。