受力分析

理论力学CAI
常见分布载荷
2012年3月6日 Tuesday
理论力学CAI
§3.2 工程常见约束与约束力
自由物体——空间运动不受任何限制的物体，如飞机、导弹、航天器 受约束物体——空间运动受到限制的物体，如汽轮机、车轮。 工程中大部分研究对象都是非自由体， 约束（constraint ）—— 物体运动过程中所受到的限制。 约束的作用表现为约束力。 约束力——约束对物体的作用力。约束力是一种被动力，其大小 不能预先确定，方向总是与约束力所能阻止的运动方向相反。 主动力-----那些主动地作用于物体，改变其运动状态的力称为主动力。 主动力的大小和方向通常是预先给定的，其变化规律是空间和时间的确 定数。如重力，
注意各种铰约束判断二力杆tuesday理论力学cai画出下列各构件的受力图例题杆ab圆柱otuesday理论力学cai画出下列各构件的受力图例题4整体受力图tuesday理论力学cai杆ac受力图tuesday理论力学cai受力分析注意固定端约束tuesday理论力学cai画出下列各构件的受力图例题5方法1方法2注意二力杆tuesday理论力学cai一般情况下物体之间通过接触产生相互作用力要分清研究对象都与周围哪些物体相接触接触处必有力力的方向由约束类型而定
2012年3月6日 Tuesday
理论力学CAI
作用在物体上的力有： 主动力：各种已知力，如重力，风力，气体压力等。 被动力： 各种约束反力，按约束的性质定。 受力分析：去之以物，代之以力
2012年3月6日 Tuesday 理论力学CAI
画物体受力图步骤：
1 确定研究对象，取分离体； 整体或局部 2 先画上主动力； 一切照画，不要改变。 3 再画出约束反力。 按约束的性质确定约束力。

受力分析的一般顺序
1力学分析
力学分析是分析力学系统中力和应力的一种技术，注重对系统中物体产生的力和应力变化的分析。

它旨在帮助给出物体间受力情况，并利用物体受力状况监测物体结构应力分布、物体受力状况突变点等，从而版本结构的强度和稳定需求。

2受力分析的一般步骤
（1）确定受力系统：受力系统是分析受力过程的物体组成。

（2）建立受力模型：将受力系统中的各个物体建立立体与平面的几何模型，以识别物体的形状、结构，确定物体柔性特性。

（3）确定受力状态：在每个力学体系中，有许多自由度，受力状态是力学体系每个自由度的变化和力学体系中每个物体受力情况。

（4）分析受力状况：分析各物体受力情况，包括各物体间受力情况，全系统受力变化情况、消耗能量情况，应力分布情况，突变点情况等。

（5）确定计算结果：计算结果是受力分析的最终目的，根据分析结果可以对系统的受力情况和结构强度稳定需求提出建议和改进措施，以满足结构的强度和稳定性要求。

3结论
受力分析是重要的力学计算工作，它可以帮助我们了解物体间受力情况，充分发挥物体本身性能，确保结构的稳定性，受力分析的一般步骤为确定受力系统、建立受力模型、确定受力状态、分析受力状态及确定计算结果。

A
F
B
练习题：如图所示，物体 B 的上表面水平，B 上面载着物体 A，当它们一起沿斜面匀速
下滑时，A 物体受到的力：（ ）
A B
A．只有重力；
B．只有重力和支持力；
C．只有重力、支持力和摩擦力； D．有重力、支持力、摩擦力和斜面对它的弹力
类型题： 摩擦力方向的确定
1、由相对运动或相对运动的趋势确定，摩擦力的方向总与相对运动或相对运动趋势的方向 相反。
甲
已
【例 10】分析下列物体 A 的受力
丙
丁
【达标测试】
1. 运动员用双手握住竖直的竹杆匀速攀上和匀速下滑，他所受的摩擦力分别是 f1 和 f2，那 么( )
A. f1 向下，f2 向上，且 f1 f 2
B. f1 向下，f2 向上，且 f1＞f2
C. f1 向上，f2 向上，且 f1 f 2
D. f1 向下，f2 向下，且 f1 f 2
4、用整体法来确定 【例 6】如图所示，三角形劈块放在粗糙的水平面上，劈块上放一个质量为 m 的物块，物块 和劈块均处于静止状态，则粗糙水平面对三角形劈块：（ ）
A．有摩擦力作用，方向向左； B．有摩擦力作用，方向向右；
C．没有摩擦力作用；
D．条件不足，地面与劈块之间的摩擦力情况？)
一般应按先分析重力，然后环绕物体一周找出与研究对象接触的物体、并逐个分析这些物体
对研究对象的弹力，在有弹力的接触面上分析是否存在摩擦力（只有在有弹力的接触面之间
才可能有摩擦力），；最后再分析其他场力（电场力、磁场力），边分析边画出力的示意图。
3、画完后进行定性检验，看物体能否处于题目所给的状态
二,受力分析的注意事项
1、明确研究对象。选取研究对象的原则是要使对问题的研究尽量简便。研究对象可以是单

受力分析总结知识点受力的概念：受力是物体与外界相互作用的结果，它是物体受到的外界力的表现。

受力可以分为接触力和非接触力两种，接触力是指物体与其他物体之间直接接触而产生的力，如摩擦力、弹簧力等；非接触力是指物体与其他物体之间不直接接触而产生的力，如重力、电磁力等。

受力分析的基本原理：受力分析的基本原理是牛顿定律，即牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。

牛顿第一定律表明如果一个物体处于静止状态或匀速直线运动状态，那么它受到的合外力为零；牛顿第二定律描述了物体的加速度与作用于它的力之间的关系，即物体的加速度正比于作用在其上的合外力，与物体的质量成反比，加速度的方向与力的方向一致；牛顿第三定律表明任何两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。

受力分析的方法：受力分析的方法主要有平衡法、力图法和分解法。

平衡法是通过平衡条件来分析物体受力情况，即物体所受外力的合力和合力矩为零；力图法是通过绘制力的图解来进行受力分析，可以直观地了解物体所受的外力情况；分解法是将力按不同的方向分解成分力，通过分析每个方向上的力来求解合力。

受力分析的应用：受力分析在工程和科学研究中有着广泛的应用。

在工程中，受力分析可以帮助工程师设计和优化结构，保证结构的稳定性和安全性；在科学研究中，受力分析可以帮助科学家研究物体的运动规律和相互作用情况，推动科学的发展。

受力分析的实例：受力分析的实例有很多，比如桥梁结构的受力分析、机械装置的受力分析、航天器的受力分析等。

通过对这些实例进行受力分析，可以得出这些物体所受到的外力情况和受力效应，为工程设计和科学研究提供重要依据和参考。

受力分析的局限性：受力分析是一种简化的理论模型，它假设物体是刚体、外力是静止的、力的作用时间短暂等，这与实际情况有所偏差。

因此，在一些复杂的场景下，受力分析可能并不能完全描述物体的受力情况，需要结合实际情况进行更加细致和精确的分析。

总的来说，受力分析是力学学科中的一个重要内容，它研究物体在外力作用下产生的受力情况和受力效应。