01 静力学基本概念与物体受力分析
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第一章静力学基本概念与受力图§1-1 力的概念§1-2 刚体的概念§1-3 静力学公理§1-4 约束和约束力§1-5 物体的受力分析受力图静力学(statics)是研究刚性物体在力系作用下平衡规律的科学。
主要研究力系的性质力系的合成力系的平衡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导言了解和掌握刚体和力的概念以及静力学公理;熟练掌握约束的概念和类型;熟练掌握约束力的画法;熟练对物体进行受力分析,并画出正确的受力图。
导言学习要求:第一章静力学基本概念与受力图§1-1 力的概念§1-2 刚体的概念§1-3 静力学公理§1-4 约束和约束力§1-5 物体的受力分析受力图一、力的概念2. 力的作用效应:1. 力的定义:外效应(运动效应)内效应(变形效应)3. 力的三要素:作用点方向大小物体间相互的机械作用,使物体的机械运动状态发生改变.4.力的单位:国际单位制:牛顿(N),千牛顿(kN )力是矢量力的方向指静止质点在力作用下开始运动的方向力的作用点是物体相互作用位置的抽象化第一章静力学基本概念与受力图§1-1 力的概念§1-2 刚体的概念§1-3 静力学公理§1-4 约束和约束力§1-5 物体的受力分析受力图§1-2 刚体的概念所谓刚体,是指在力的作用下,大小和形状都不变的物体。
这是一个理想化的力学模型。
静力学研究对象就是刚体,又称为刚体静力学。
第一章静力学基本概念与受力图§1-1 力的概念§1-2 刚体的概念§1-3 静力学公理§1-4 约束和约束力§1-5 物体的受力分析受力图§1-3 静力学公理一、二力平衡公理作用在刚体上的两个力,平衡的充分与必要条件:两个力的大小相等、方向相反、作用在一直线上。
静⼒学基本概念、公理和物体的受⼒分析第⼀章静⼒学基本概念、公理和物体的受⼒分析⼀、⽬的要求1.深⼊地理解⼒、刚体、平衡和约束等重要概念。
2.深⼊理解静⼒学公理(或⼒的基本性质)。
3.明确和掌握典型约束的特征及约束反⼒的画法。
4.熟练掌握单个物体与物体系统的受⼒分析。
⼆、基本内容、作业及时间安排第⼀节静⼒学基本概念(⼀)、平衡与平衡条件(⼆)、刚体与质点所谓刚体,就是在任何情况下永远不变形的物体,从⼏何的⾓度来说就是,物体上任何两点之间的距离在施加⼒的过程中不发⽣改变。
质点则是忽略了物体的⼏何尺⼨,是指具有⼀定质量⽽形状和⼤⼩可以忽略不计的物体,由有限个或⽆限个有⼀定联系的质点所组成的质点群,称为质点系。
(三)、⼒(⼒系)及其分类所谓⼒就是物体间的相互作⽤,从⼒产⽣的原因来分,可以分为接触⼒和⾮接触⼒(场⼒。
⼒作⽤的结果有两种:使物体的形状发⽣变化(变形效应或内效应)和使物体的运动状态发⽣改变(运动效应或外效应)。
⼒的三要素:⼤⼩、⽅向和作⽤位置(点)。
在现实⽣活中,⼒的作⽤位置不可能是⼀个抽象的点,⽽是⼀个⾯积或体积,当作⽤⾯积或体积很⼩时可以抽象成⼀个点,称为⼒的作⽤点,所以也可以将⼒的三要素认为是⼤⼩、⽅向和作⽤点,过⼒的作⽤点代表⼒的⽅位的直线称为⼒的作⽤线,这种⼒称为集中⼒,如果⼒的作⽤范围不能抽象为点时,则为分布⼒。
⼒系根据作⽤线分布情况可以分为以下⼏种:(四)、⼒系的等效若两个⼒系分别作⽤在同⼀个物体上⽽效应相同,则这两个⼒系称为等效⼒系。
如果⼒系和⼀个⼒等效,这个⼒称为该⼒系的合⼒,该⼒系中的各⼒称为合⼒的分⼒。
求合⼒的过程称为⼒系的简化。
⼒的合成与分解:若⼒系与⼀个⼒R等效,则⼒R称为⼒系的合⼒,⽽⼒系中的各⼒称为合⼒R的分⼒。
⼒系⽤其合⼒R代替,称为⼒的合成;反之,⼀个⼒R⽤其分⼒代替,称为⼒的分解。
(五)、静⼒学所研究的问题1.物体的受⼒分析2.⼒系的等效替换(或简化)3.建⽴各种⼒系的平衡条件第⼆节静⼒学公理公理⼀⼆⼒平衡条件作⽤在刚体上的两个⼒,使刚体保持平衡的充要条件是:这两个⼒⼤⼩相等,⽅向相反,且作⽤在同⼀直线上。