理论力学第一章受力分析习题课 ppt课件

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C
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第一章
静力学基本公理和物体的受力分析
公理 3、 加减平衡力系公理 在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系，并不改变原 力系对刚体的作用。 F '' 推论1：力的可传性
F
C
A
B F ' F ' F ' '
作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一点， 而不改变该力对刚体的效应。
自由体：位移不受限制的物体叫自由体。在空间飞着的鸟、飞机。 非自由体：位移受到某种限制的物体叫非自由体。 约束：对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体，称为 此非自由体的约束。 例：图中园轮。
研究对象： 园轮
G
受到地面与墙壁的作用。
所以，地面与墙壁就构成了园轮的约束。
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第一章
静力学基本公理和物体的受力分析
A2 A1
Fi
Ai An
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Fn
第一章
静力学基本公理和物体的受力分析
§1-2 静力学公理
公理：是人类经过长期实践和经验而得到的结论，它被反复的实践 所验证，是无须证明而为人们所公认的结论。
F1
A
FR
公理 1 力的平行四边形法则 作用于物体上同一点的两个力可合成 一个合力，此合力也作用于该点，合力的 大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的 平行四边形的对角线来表示。
上海工程技术大学工程力学部 简琦薇
1
静力学引言
力系：是指作用于物体上的一群力。 ( F1 , F2 , , Fi , , Fn )
惯性参考体：在这门课中指地面。 惯性参考系：惯性参考体上所建的坐标系。F2 平衡：物体相对惯性参考系静止或 作匀速的直线运动。 静力学主要研究：物体的受力分析； 各力系的简化与合成； 各力系的平衡条件及其应用。

本讲主要内容
1、受力分析和受力图 2、二力构件 3、画受力图练习 4、力学模型和力学简图
物体的受力分析和受力图
1、受力分析和受力图
物体的受力分析和受力图
受力分析
简单地说就是分析物体的受力情况，确定物体受到哪些力，各 个力的作用点在哪儿? 作用方向是什么?
1、受力分析和受力图
为什么?
只有先定性地给出物体的受力情况，才能定量地求解各力的大 小，然后才能解决其他问题。没有受力分析，求解静力学问题 将会无从下手。
物体的受力分析和受力图
受力图
把物体所受到的所有力（所有的主动力和约束反力）以一种简 明的图形画出来，称为画物体的受力图。
1、受力分析和受力图
FT3
FT2
FT1
F1 F2 F3
F6 P F4 F5
物体的受力分析和受力图
取分离体
为了把结果清晰地显示出来，把要研究的那个物体从周围的物 体中分离出来，单独画它的简图，这个步骤叫取分离体, 或者 叫做取研究对象，画出来的这个简图称为分离体图。
2、取BC拱为研究对象，画出简图 画出所有主动力 依据约束性质画出所有约束力
F FCy FCx
FAy P FAx
F’Cx F’Cy
P
FBy
FBx
物体的受力分析和受力图
3、取整体为研究对象，画出简图 画出所有主动力 依据约束性质画出所有约束力
F FCy 内力
F’Cx
FCx
F’Cy FAy P
P FBy
F P
解：画出简图 画出所有主动力
画出所有约束力 (依据约束特点）
F
FNA
A
FNB
B
P
1、受力分析和受力图 物体的受力分析和受力图

[例] 吊灯
公理
约束反力
受力分析
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公理5 刚化原理
变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚 体，其平衡状态保持不变。
变形体（受拉力平衡）
A
刚化为刚体（仍平衡）
B
刚体（受压平衡）
B
变形体（受压不能平衡）
A
刚体的平衡条件对于变形体来说只是必要而不是充分条件。
公理
约束反力
受力分析
10 10
§1-2 约束和约束力
矢来表示。
力三角形法
F2
FR
F1
FR
F2
F2
FR
A
F1
A
F1
A
公理
约束反力
受力分析
FR = F1 + F2
3
公理2 二力平衡条件
作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是： 这两个力大小相等 | F1 | = | F2 | 方向相反 F1 = –F2 作用线共线
等大，反向，共线
注意点
对于多刚体不成立
4
公理
约束反力
受力分析
说明：①对刚体来说，上面的条件是充要的
②对变形体来说，上面的条件只是必要条件(或多体中)
③二力体：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体。
F1
公理
约束反力
受力分析
二力杆
注：二力体自重不计
二力构件
5
F2
公理3 加减平衡力系原理
作用于刚体的任何一个力系上加上或去掉几个互成 平衡的力，而不改变原力系对刚体的作用。
说明：三力平衡必汇交 当三力平行时，在无限 远处汇交，它是一种特 殊情况。
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画受力图应注意的问题

m x F yZ zY m y F zX xZ m z F xY yX
y
F
x
h
Fxy
mo F x mx F mo F y m y F mo F z mz F
Fxy
§1-4 力 偶 力偶：等值、反向、不共线的一对力 Z 1、力偶矩矢： F
大小、作用面方位、转向
m
m
F2 o
x
F1
1
c F2
a
y
F d
F
b
右手螺旋：


mF , F m Fd
2、力偶矩的性质： （1）、力偶无合力： （2）、力偶中的两个力对任意点之矩 的和等于力偶矩。
§1-4 物体的受力分析
（画受力图）： 一、受力分析：
1、取分离体： （选取研究对象）： 将物体从周围的约束中分离出来。 （画受力简图）： 2、画所受力： （1）、画主动力。 （2）、解除约束、画约束力。
二、注意：只画外力、不画内力。
C
FCy
FCx
D
E
B
A
FNA
F
FCy FCx P F
Fy
o a
F F x b
Fx Fcos Fy Fsin
F asin bcos
3、力对轴之矩：
mz F mo Fxy Fxy h
z
力对轴之矩为零的条件： o （1）Fxy 0 力与轴平行 （2） h 0 力与轴相交 力与轴共面
4、力对点之矩与力对轴之矩的关系：
m x F yZ zY m y F zX xZ m z F xY yX