静力学基本概念及原理共29页
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1、选择题(1)二力平衡条件适用的范围是(A )A .刚体B .刚体系统刚体系统C .变形体D .任何物体或物体系统二力平衡公理:作用在同一刚体上的两个力,使刚体保持平衡的充分必要条件是:两力等值、反向、共线。
应用平行四边形法则后,二力平衡公理:同一刚体上两点受力使刚体保持平衡的充分必要条件是:两点作用的合力(应用平行四边形法则)等值、反向、共线。
附注: 刚体系统:(1)—— a变形体:对于作用在变形体上的等值、反向、共线二力作用点的 不同将会产生不同的变形(尽管该条件下变形体处于平衡)。
(1)—— b任何物体或物体系统:物体包含变形体见图(1)—— a ;物体系统包含刚体系统图(1)——b 。
(2)力的可传递性(A)A.适用于同一刚体B.适用于刚体和变形体C.适用于刚体系统D.适用于同一刚体,又适用于刚体系统力的可传递性定理:作用在(同一刚体)刚体上的力可沿其作用线滑移至(同一刚体)刚体上的任意点而不改变力(同一刚体)对刚体的作用效果。
附注:适用于刚体和变形体:力的可传递性不适用于变形体。
参见图(1)——b 。
适用于刚体系统:力的可传递性不适用于刚体系统。
参见图(1)——a 。
(3)如果力F R 是两个力的合力,用矢量表示为F R = F 1 + F 2。
则其大小之间的关系为(D )A .必有F R = F 1 + F 2B .不可能有F R = F 1 + F 2C .必有F R > F 1 ,F R > F 2D .可能有F R < F 1 ,F R < F 2如图所示。
显然A 结论不成立。
如图所示。
显然B 结论不成立。
如图所示。
显然C 结论不成立。
如图所示。
显然D 结论成立。
F FF RF R = F 1 + F 21F R < F 1 + F 22F R < F 2F R > F 1 F FF R = 0F R < F 1= FF R < F 2= F(4)平行四边形法则(定律)()A.仅对刚体系统才适用B.仅对作用于(单一)刚体上力才适用C.对作用于同一刚体或变形体上的力均适用D.仅对变形体才适用平行四边形法则(定律):作用在同一物体、同一点的两个力,其对物体的作用可等效为一个力。
静力学的基本原理与实验静力学是力学的一个重要分支,研究物体在平衡状态下的力学性质与相互作用。
它涉及到许多基本原理和实验方法,本文将介绍静力学的基本原理和实验,并探讨其在科学研究和实际应用中的重要性。
一、静力学的基本原理静力学的基本原理主要基于牛顿的三大定律,其中第一定律也被称为惯性定律。
根据惯性定律,物体在平衡状态下,受力合力为零。
这意味着在没有外部力作用时,物体将保持静止或匀速直线运动。
第二个重要原理是力的平衡原理。
力的平衡原理直接源于牛顿第二定律,即动力学方程F=ma。
当物体处于静止或匀速直线运动状态时,物体所受外力的合力应为零。
这意味着物体上的各个力通过矢量求和应该得到零。
第三个基本原理是力的作用与反作用原理,也被称为牛顿第三定律。
根据这个原理,物体受到的作用力和相互作用力总是相等且反向的。
这意味着一个物体对另一个物体施加的力,将会有一个等大但方向相反的力作用在施加力的物体上。
二、静力学的实验方法为了验证静力学的基本原理,我们可以进行一系列实验。
下面是几个典型的静力学实验方法:1. 弹簧测力计实验:使用弹簧测力计可以测量物体所受的力。
在这个实验中,将弹簧测力计与待测物体相连,根据弹簧的伸长量来确定物体所受力的大小。
2. 斜面实验:斜面实验用于研究物体在斜面上的静力学性质。
在实验中,将物体放置在斜面上并逐渐调整斜度,观察物体在不同角度下是否能够保持平衡。
3. 杆和绳的力学平衡实验:这个实验可以通过悬挂系统的应用来研究力的平衡。
通过调整杆和绳的长度及角度,可以使得悬挂系统保持平衡状态,并可以测量各个力的大小。
4. 支撑结构的稳定性实验:该实验旨在研究支撑物体的结构在不同条件下的稳定性。
通过改变支撑点的位置和角度,可以观察到物体的稳定范围和稳定性变化。
三、静力学在科学研究和实际应用中的重要性静力学的基本原理和实验方法在科学研究和实际应用中具有重要意义。
在科学研究中,静力学为我们理解物体的平衡和稳定提供了理论基础。
第一章静力学的基本概念第一节力和平衡的概念一、力的概念力的运动效应和变形效应1、力的定义:力是物体间的相互机械作用,这种作用使物体的运动状态或形状发生改变。
物体间的相互机械作用可分为两类:一类是物体间的直接接触的相互作用,另外一类是物和物体间的相互作用。
力的两种作用效应为:(1)外效应,也称为运动效应——使物体的运动状态发生改变;(2)内效应,也称为变形效应——使物体的形状发生变化。
静力学研究物体的外效应。
2、力的三个要素:力的大小、方向和作用点。
力的大小反映物体之间相互机械作用的强度,在国际单位制(SI)中,力的单位是牛(N);在工程单位制中,力的单位是千克力(kgf)。
两种单位制之间力的换算关系为:1kgf=9.8N。
力的作用线:[力的方向是指静止物体在该力作用下可能产生的运动(或运动趋势)的方向。
]沿该方向画出的直线。
力的方向包含力的作用线在空间的方位和指向。
二、刚体和平衡的概念刚体:在受力作用后而不产生变形的物体称为,刚体是对实际物体经过科学的抽象和简化而得到的一种理想模型。
而当变形在所研究的问题中成为主要因素时(如在材料力学中研究变形杆件),一般就不能再把物体看作是刚体了。
平衡:指物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动的状态。
显然,平衡是机械运动的特殊形态,因为静止是暂时的、相对的,而运动才是永衡的、绝对的。
三、力系、等效力系、平衡力系力系:作用在物体上的一组力。
按照力系中各力作用线分布的不同形式,力系可分为:(1)汇交力系力系中各力作用线汇交于一点;(2)力偶系力系中各力可以组成若干力偶或力系由若干力偶组成;(3)平行力系力系中各力作用线相互平行;(4)一般力系力系中各力作用线既不完全交于一点,也不完全相互平行。
按照各力作用线是否位于同一平面内,上述力系各自又可以分为平面力系和空间力系两大类,如平面汇交力系、空间一般力系等等。
等效力系:两个力系对物体的作用效应相同,则称这两个力系互为等效力系。
第一章静力学的基本概念第一节力和平衡的概念一、力的概念力的运动效应和变形效应1、力的定义:力是物体间的相互机械作用,这种作用使物体的运动状态或形状发生改变。
物体间的相互机械作用可分为两类:一类是物体间的直接接触的相互作用,另外一类是物和物体间的相互作用。
力的两种作用效应为:(1)外效应,也称为运动效应——使物体的运动状态发生改变;(2)内效应,也称为变形效应——使物体的形状发生变化。
静力学研究物体的外效应。
2、力的三个要素:力的大小、方向和作用点。
力的大小反映物体之间相互机械作用的强度,在国际单位制(SI)中,力的单位是牛(N);在工程单位制中,力的单位是千克力(kgf)。
两种单位制之间力的换算关系为:1kgf=9.8N。
力的作用线:[力的方向是指静止物体在该力作用下可能产生的运动(或运动趋势)的方向。
]沿该方向画出的直线。
力的方向包含力的作用线在空间的方位和指向。
二、刚体和平衡的概念刚体:在受力作用后而不产生变形的物体称为,刚体是对实际物体经过科学的抽象和简化而得到的一种理想模型。
而当变形在所研究的问题中成为主要因素时(如在材料力学中研究变形杆件),一般就不能再把物体看作是刚体了。
平衡:指物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动的状态。
显然,平衡是机械运动的特殊形态,因为静止是暂时的、相对的,而运动才是永衡的、绝对的。
三、力系、等效力系、平衡力系力系:作用在物体上的一组力。
按照力系中各力作用线分布的不同形式,力系可分为:(1)汇交力系力系中各力作用线汇交于一点;(2)力偶系力系中各力可以组成若干力偶或力系由若干力偶组成;(3)平行力系力系中各力作用线相互平行;(4)一般力系力系中各力作用线既不完全交于一点,也不完全相互平行。
按照各力作用线是否位于同一平面内,上述力系各自又可以分为平面力系和空间力系两大类,如平面汇交力系、空间一般力系等等。
等效力系:两个力系对物体的作用效应相同,则称这两个力系互为等效力系。