静力学各知识点归纳
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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。
高一物理静力学知识点总结静力学是物理学中重要的一个分支,它研究物体处于静止或平衡状态时的力学性质和规律。
在高一物理学习中,我们接触到了静力学的基本概念和知识点。
本文将对高一物理静力学的知识点进行总结。
一、力的基本概念力是物体相互作用的结果,它可以改变物体的状态。
力的大小由牛顿(N)来衡量,符号为F。
力的方向有箭头来表示,箭头的长度表示力的大小。
二、平衡条件物体处于平衡时,合外力和合外力矩都为零。
1. 平衡力平衡力是指能够使物体保持平衡的力。
当物体受到多个力的作用时,如果合外力为零,则物体处于平衡状态。
平衡力可以分为两类:平行平衡力和非平行平衡力。
2. 平衡条件物体处于平衡时,合外力和合外力矩都为零。
合外力为零时,物体的加速度为零,即物体保持静止或匀速直线运动。
合外力矩为零时,物体的角加速度为零,即物体保持绕固定轴的平衡旋转。
三、杠杆原理杠杆原理是静力学的重要基础,它描述了杠杆的平衡条件。
1. 杠杆的基本概念杠杆是由一个支点和两个力臂组成的刚性物体。
力臂是指力作用点到支点的垂直距离。
2. 杠杆原理当杠杆保持平衡时,两个力臂之间的乘积等于对应力的力臂之间的乘积。
即M1L1=M2L2,其中M1和M2分别代表两个力的大小,L1和L2分别代表两个力的力臂的长度。
四、浮力浮力是指物体在液体中或气体中被浸没时所受到的竖直向上的力。
浮力的大小等于物体排开的液体或气体的重量。
1. 浮力的原理浮力的大小等于物体排开的液体或气体的重量,方向竖直向上。
2. 浮力的应用浮力在日常生活中有许多应用,比如船只漂浮在水面上、气球上升等。
五、摩擦力摩擦力是物体之间由于接触而产生的相互作用力。
它可以分为静摩擦力和动摩擦力。
1. 静摩擦力静摩擦力是指物体处于静止不动时,所受到的与另一物体接触面之间相互抵消的力。
2. 动摩擦力动摩擦力是指物体在相对运动时所受到的与另一物体接触面之间相互抵消的力。
六、平衡力计算在静力学中,我们可以通过平衡力的计算来确定物体的平衡状态。
高三物理静力学知识点高三物理中,静力学是一个关键的知识点,它研究的是物体在静止状态下的力学性质。
在本文中,我将为大家详细介绍高三物理中的静力学知识点,包括力的平衡条件、杠杆原理、浮力和压力等内容。
一、力的平衡条件在静力学中,力的平衡是一个重要的概念。
当物体处于静止状态时,力的合力和力的力矩都是零。
力的合力为零意味着物体上作用的所有力的矢量和为零,力的力矩为零意味着物体上作用力的力矩和为零。
力的平衡条件可表示为:ΣF = 0Στ = 0式中,ΣF表示力的合力,Στ表示力的合力矩。
二、杠杆原理杠杆原理是静力学中一个重要的概念,它描述了杠杆平衡的条件。
在杠杆平衡中,对于一个物体在杠杆上的平衡状态,有以下关系式:F1 × d1 = F2 × d2式中,F1和F2分别表示作用于杠杆的两个力,d1和d2分别表示这两个力到杠杆轴线的距离。
杠杆原理可以通过分析力和力矩的平衡来解释。
根据力的平衡条件,可以得出上述关系式。
三、浮力浮力是物体在液体或气体中部分或完全浸没时所受到的向上的力。
根据阿基米德原理,浮力的大小等于物体排开液体或气体的体积,并且方向始终垂直向上。
浮力可以通过以下公式来计算:F浮= ρ液体 × V体 × g式中,F浮表示浮力,ρ液体表示液体的密度,V体表示物体排开液体或气体的体积,g表示重力加速度。
四、压力压力是指单位面积上的力的大小,它描述了物体对其支撑的表面所施加的压强。
压力可以通过以下公式来计算:P = F / A式中,P表示压力,F表示力,A表示面积。
压力在静力学中有一些特殊的应用,如压强等。
总结:高三物理静力学知识点包括力的平衡条件、杠杆原理、浮力和压力等内容。
力的平衡条件是物体在静止状态下的重要特征,而杠杆原理描述了杠杆平衡的条件。
浮力是物体在液体或气体中浸没时受到的向上的力,而压力则描述了物体对其支撑的表面所施加的压强。
通过学习和掌握这些静力学的知识点,可以帮助我们更好地理解和解决物体平衡和变形等问题,在高中物理考试中取得好成绩。
高三物理静力学知识点总结高三物理静力学是物理课程中的一大难点,也是考试中常常出现的一个重点。
它涉及到物体在静止状态下的加速度、力的平衡和分解、杠杆原理等内容。
本文将从三个方面总结高三物理静力学的知识点,希望对同学们的学习有所帮助。
一、力的平衡和分解在物理静力学中,力的平衡和分解是一个非常重要的概念。
力的平衡指的是物体所受的合力为零,即物体静止或匀速运动。
力的分解则是将一个力分解为两个分力的过程。
首先,我们来讨论力的平衡。
在静态平衡中,物体所受合力为零,这意味着物体所受的所有力的合力为零。
根据牛顿第一定律,物体将保持其静止状态或匀速直线运动状态。
当我们对物体进行力的分析时,可以通过合力的概念来判断物体是否处于平衡状态。
如果合力为零,则物体处于静态平衡状态;如果合力不为零,则物体处于非平衡状态。
其次,我们来谈一谈力的分解。
力的分解是将一个力分解为两个分力的过程。
常见的力的分解有水平力和垂直力的分解。
例如,当一个物体受到斜面的作用力时,我们可以将该力分解为与斜面垂直的分力和与斜面平行的分力。
通过力的分解,我们可以更好地理解物体所受力的方向和大小,有助于解决具体问题。
总结一下,力的平衡和分解是物理静力学中的重要概念。
力的平衡指的是物体所受的合力为零,力的分解可以将一个力分解为两个分力。
这些概念在解决物理问题中非常有用,同学们要理解并熟练应用。
二、杠杆原理杠杆原理是物理静力学中的又一重要知识点。
它描述了一个杠杆平衡的条件和原理。
首先,我们了解一下杠杆的定义。
杠杆是由一个可转动的支点和两个伸出的杆组成。
通常,我们使用杠杆来产生力的放大或方向改变。
而杠杆原理就是描述杠杆平衡的条件。
在静态平衡的杠杆中,根据杠杆原理,两个力矩之间的关系为:力矩1乘以力臂1等于力矩2乘以力臂2。
力矩是由力和力臂共同决定的,力臂是力作用点到支点的距离。
这一原理可以用公式表达为:力1 ×力臂1 = 力2 ×力臂2。
高考物理静力学知识点总结引言:高考物理静力学是高考物理中的重要知识点之一,也是学生们备考中需要掌握的重点内容。
静力学是研究物体处于平衡状态时受力和力的平衡关系的一门学科。
本文将对高考物理静力学的知识点进行总结和梳理,助力学生进行复习备考。
一、力的性质和平衡条件力是物体之间相互作用所产生的物理量,它有大小、方向和作用点。
力是矢量量,可以用箭头表示,箭头的方向表示力的方向,箭头的长度表示力的大小。
物体平衡条件包括力的合力为零、力的合力矩为零两个方面。
力的合力为零意味着物体受力平衡,不会发生运动;力的合力矩为零意味着物体的转矩平衡,不会发生转动。
学生在考前要熟练掌握这两个平衡条件,通过画图和列方程等方式解决与平衡相关的问题。
二、重心和重力重心是物体受力平衡时,位于物体内的一个点,它在物体中垂直中心线上,且离任意一侧物体的各分质量中点的距离都相等。
重心是物体受力平衡时世界的唯一位置。
重力是地球吸引物体的力,它的大小和物体的质量成正比,方向始终指向地心。
学生们在解题过程中应根据重心的性质和重力的作用方式,进行计算和分析。
例如,当一个物体在斜面上时,重力可以分解为垂直于斜面的力和平行于斜面的力,通过分解力的方法可以更好地解决问题。
三、弹簧力学弹簧是一种弹性体,它受力变形,力的大小与变形量之间存在线性关系。
弹簧力学是研究弹簧的弹性力和变形之间关系的分支学科。
胡克定律是描述弹簧力学的重要定律,它表明弹簧受力的大小与其伸长或压缩的长度成正比,方向与伸长或压缩的方向相反。
胡克定律的数学表达式为F=kx,其中F是弹簧力的大小,k是弹簧的劲度系数,x是弹簧变形的长度。
学生们在学习弹簧力学时,需要熟练掌握胡克定律的应用和推导。
在解题时,根据弹簧的劲度系数和变形长度可以计算弹簧力的大小,同时根据实际情况判断弹簧力的方向。
四、浮力和阿基米德原理浮力是液体或气体对浸入其中的物体所施加的上升力。
浮力的大小等于物体排开的液体或气体的重量。
《简明理论力学》——哈尔滨工业大学第二版静力学第一章静力学公理和物体的受力分析静力学:即刚体静力学,是研究刚性物体在平衡时的受力状况。
静力学研究三个问题:(1)物体的受力分析;(2)力系的等效代换;(3)力系的平衡条件极其应用。
(一)静力学公理:(1)公理1 力的平行四边形法则(三角形法则)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。
(2)公理2 二力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:这两个力的等值,相反,共线。
(3)公理3 加减平衡力系原理在已知力系上加上或减去任意的平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用。
推理1 力的可传性作用于刚体上某点的力,可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点,并不改变该力对刚体的作用。
推理2 “三力”平衡汇交定理作用于刚体上三个相互平衡的力,若其中两个力的作用线汇交于一点,则此三力必在同一平面内,且第三个力的作用线通过汇交点。
(4)公理4 作用和反作用定律作用力和反作用力总是同时存在,同时消失,等值、反向、共线,作用在相互作用的两个物体上。
(5)公理5 刚化原理若变形体在某一力系作用下处于平衡,则将此变形体刚化为刚体,其平衡状态保持不变。
(注:反之不一定成立。
因为使刚体平衡的充要条件,对变形体是必要的但非充分的。
)(二)约束和约束力自由体(free body):位移不受限制的物体非自由体(constrained body):位移受到某些限制的物体约束(constraint):对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体约束体(constraint body):约束非自由体运动的物体。
约束力(constraint force):约束体作用在非自由体上的力。
注:火车是非自由体,铁轨是约束体,铁轨作用在车轮上的力为约束力。
1、工程中常见的约束(1)光滑接触约束---具有光滑接触面(线、点)的约束约束力特点:作用点:在接触处方向:沿接触处的公法线并指向受力物体;(故称为法向约束力)(2)柔索类约束--由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束约束力方向:柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体。
力的作用点。
(在力的作用下,任意两静力学各知识点总结1. 静力学是研究物体在力系作用下的平衡规律的科学。
2. 力的三要素:(1)力的大小;(2)力的方向;(3)3. 力的效应:(1)外效应——改变物体运动状态的效应4.刚体:在外界任何作用下形状和大小都始终保持不变的物体。
点间的距离保持不变的物体)5.一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。
6.力: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。
7.力系:作用在物体上的一群力。
(同一物体)8.如果一个力系作用于物体的效果与另一个力系作用于该物体的效果相同,这两个力系 互为等效力系。
9.不受外力作用的物体可称其为受零力系作用。
一个力系如果与零力系作用等效,则该力系称为平衡力系。
10. 力应以矢量表示。
用 F 表示力矢量,用 F 表示力的大小。
在国际单位制中,力的单位是N 或Kn 。
(2)内效应一一引起物体形变的效应第一章•静力学公理F R = F I +F 2公理1: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。
公理2 :二力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。
公理3 :加减平衡力系原则在已知力系上加上或减去任意的平衡力系,与原力系对刚体的作用等效。
推理1 :作用于刚体上某点的力,可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点,并不改变该推理2 :三力平衡汇交定理作用于刚体上三个相互平衡的力,若其中两个力的作用线汇交于一点,则此三力必在同一平面内,且第三个力的作用线通过汇交点。
4.线,5. 柔索类约束:绳索对物体的约束力,作用在接触点, ,沿着同一直线,公理4 :作用力与反作用力总是同时存在,两力的大小相等、方向相反、分别作用在两个相互作用的物体上。
公理5 :变形体在某一力系作用下处于平衡,如将此变形体化为刚体,其平衡状态保持不变。
.约束与约束力1.位移不受限制的物体称为自由体。
位移受限制的物体称为非自由体。
2.对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体称为约束。
3.约束对物体的作用,实际上就是力,这种力称为约束力。
法向约束力:光滑支承面对物体的约束力,作用在接触点处,方向沿接触表面的共法并指向被约束物体。
约束,17.其他约束(1)绕在轮子上,对轮子的约束力沿轮缘的切线方向。
6.光滑铰链约束(1 )向心轴承(2)圆柱铰链和固定铰链支座滚动支座(2)球铰链三•物体的受力分析和受力图•力学模型和力学简图1.作用在物体上的力分为主动力和被动力。
主动力一般是已知的,被动力是约束对于物体的约束力,是未知的。
2.受力图:表示物体受力的简明图形。
3.画受力图:(1)将需要研究的物体(受力体)从周围的物体(施力体)中分离(2)将施力物体对研究对象的作用力(包括主动力和约束力)全部画出来合力F R的解析表达式为F i= F RX+ F Ry= F Rx i+ F Ry j4.只在两个力作用下平衡的构件,称为二力构件。
因为静力学中所指的物体都是刚体,其形状对计算结果没有影响,因此不论其形状如何,一般均简称二力杆。
.平面汇交力系1.平面汇交力系合成的几何法、力多边形法则平面汇交力系可简化为一合力,其合力的大小与方向等于各分力的矢量和,合力的作用??线通过汇交点。
F R=F I+F2+…刀?舍[F I简写为F R= E????2.平面汇交力系平衡的几何条件(1)平面汇交力系平衡的必要和充分条件是:该力系的合力等于零,即E????(2)平面汇交力系平衡的必要和充分条件是:该力系的力多边形自行封闭,这是平衡的几何条件。
3.平面汇交力系合成的解析法(1)设由n个力组成的平面汇交力系作用于一个刚体上,建立直角坐标系O xy,则由此构建平衡方程。
F x F R cos ,F y F R cos4.平面汇交力系的平衡方程平面汇交力系平衡的必要和充分条件是:各力在两个坐标轴上投影的代数和分别等于1. 力对点之矩(力矩)M O FFh 2A OAB使物体绕矩心逆时针转向时为正,反之为负合力矩定理: 合力对i 1 7于所有各分力对于该平面力对点之矩是一个代数量,它的绝对值等于力的大小与力臂的乘积,它的正负可按下法规定:力2.合力矩定理与力矩的解析表达式3.力偶与力偶矩力偶:由两个大小相等、方向相反且不共线的平行力组成的力系。
只改变物体的转动状态,r£ F记作(F,F'力和力偶是静力学的两个基本要素。
点之矩的代数和。
力偶矩:力偶对物体的转动效应大小:力偶中的两个力对其作用面内某点的矩的代数和方向:平面力偶对物体的作用效应由以下两个因素决定:(1)力偶矩的大小(2)力偶在作用面内的转向4.同平面内力偶的等效定理:在同平面内的两个力偶,如果力偶矩相等,则两力偶彼此等效。
推论:逆时针为正,顺时针为负M O FFd 2AABCnM M i 0i 11.平面力偶系的合成:在同平面内的任意个力偶可合成为一个合力 偶,合力偶矩等于各个力偶矩的代数和。
M 1F,1F 3 d, M 2 F z d ? F 4dM Fd F 3 F 4 d F 3dF 4dM 1 M 2平面力偶系的平衡条件:所有各力偶矩的代数和等于零三.平面任意力系的简化力的平移定理:可以把作用在刚体上点A 的力F 平行移到任一点B ,但必须同时附加M Fd M B F一个力偶,这个附加力偶的矩等于原来的力F 对新作用点B 的矩。
5. 平面力偶系的合成和平衡条件2.平面任意力系向作用面内一点简化 平面任意力系向作用面内任选一点 主矢,作用线通过简化中心FB/B?主矢和主矩O 简化,可得一个力和力偶。
力等于该力系的0。
力偶的矩等于该力系对于点F nF i0的主矩。
nM o F ii 14.一物体的一端完全固定在另一物体上,这种约束称为固定端约束。
5.平面任意力系的简化结果分析(1 )主矢为零,主矩不为零当力系合成为一个力偶时,主矩与简化中心的选择无关。
(2 )主矢不为零,主矩为零合力的作用线恰好通过选定的简化中心(3 )主矢、主矩均不为零(4 )主矢、主矩均为零平面任意力系平衡6.平面任意力系的平衡条件和平衡方程(1 )平面任意力系的平衡条件:主矢、主矩均为零(2 )平面任意力系的平衡方程所有各力在两个任选的坐标轴上的投影的代数和分别等于零,以及各力对于任意一点的矩的代数和也等于零。
7.物体系的平衡? 静定和超静定问题(1 )静定问题:当系统中的未知量数目等于独立平衡方程的数目时,则所有未知数都能由平衡方程求出。
(2 )超静定问题:当系统中的未知量数目多于独立平衡方程的数目时,则未知量就不能全部由平衡方程求出。
力系、空间任意力系。
直接投影法2. 力在直角坐标轴上的投影F cos F cos F cos8.平面简单桁架的内力计算基本概念1 、桁架:一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构,它在受力后几何形状不变。
2、节点:桁架中杆件的铰链接头3、理想桁架:1 )桁架的杆件都是直的;2)杆件用光滑的铰链连接;3)桁架所受的力都作用在节点上,而且在桁架的平面上;4)桁架杆件的重量略去不计,或平均分配在杆件两端的节点上;9.计算桁架杆件内力的方法1、节点法:逐个取节点为研究对象,由已知力求出全部未知杆件内力,用于求每个杆件的内力。
2、截面法:选取一截面,假想把桁架截开,再考虑其中任一部分的平衡,求出杆件内力,用于计算某几个杆件的内力。
作截面时每次最好只截断三根内力未知的杆件。
第三章1.空间汇交力系空间力系:力系中各力的作用线不在同一平面内的力系,包括:空间平行力系、空间汇交F x F sin cos二次投影法F y F sin sinF z F cos3.空间汇交力系的合力与平衡条件(1 )空间汇交力系的合力:空间汇交力系的合力等于各分力的矢量和,合力的作用线通过汇交点。
(2 )空间汇交力系的平衡条件:该力系中所有各力在三个坐标轴上的投影的代数和分别等于零。
F xi 0, F yi 0, F zi 04.力对点的矩和力对轴的矩(1)力对点的矩以矢量表示 -------- 力矩矢力对点的矩矢等于矩心到该力作用点的矢径与该力的矢量积。
指向按右手螺旋法则来确定。
注:力矩矢为定位矢量⑵力对轴的矩大小:力在垂直于该轴的平面上的投影对于这个平面与该轴的交点的矩。
M O Fi(2)力与轴平行性(戸)=叫(嘉)=士代討力对点的矩矢在通过该点的某轴上的投影,等于力对该轴的矩。
M。
F% M x FM O F y M y FM O F z M z FyF zzFyzF x xF zxF y yF x方向:右手螺旋法则力对轴的矩等于零的情形:(1)力与轴相交;5.力对点的矩与力对通过该点的轴的矩的关系6. 3 空间力偶(Spatial Couples)6. 力偶矩以矢量表示,力偶矩矢1、力偶矩矢:力偶中的两个力对空间某点之矩的矢量和。
力偶矩矢为自由矢量。
2、空间力偶三要素:1)大小:力与力偶臂乘积(力偶矩大小);2)方向:转动方向3)作用面:力偶作用面7.空间力偶系的合成与平衡条件:任意个空间分布的力偶可合成一个合力偶,合力偶矩矢等于各分力偶矩矢的矢量和。
8.空间力偶系的平衡条件:力偶系的合力偶矩等于零(所有力偶矩矢的矢量和等于零)。
>n n nM,x 0, M,y 0, M,z 0 9.空间力偶系的平衡方程 ..................................................10. 空间任意力系向一点的简化?主矢和主矩1)空间任意力系向一点的简化空间任意力系向任一点O 简化,可得一力和一力偶。
这个力的大小和方向等于该力系的主矢,作用线通过简化中心O ;这力偶的矩矢等于该力系对简化中心的主矩。
主矢与简化中心的位置无关,主矩一般与简化中心的位置有关。
11. 空间任意力系的简化结果分析(1 )合力偶矩矢等于原力系对简化中心的主矩。
1 F R 0,M O 02 F R'0,M O 03 F R'0,M O 0 2 )力螺旋是由静力学的两个基本要素力和力偶组成的最简单的力系。
4 F R'0,M O 012. 空间任意力系的平衡方程F x 0, F y 0, F z 0M x F 0, M y F 0, M F0。