工程力學(xué)靜力學(xué)第一章

1、LOGO2021-12-22精選ppt1工程力學(xué)工程力學(xué)（靜力學(xué)）（靜力學(xué)）主講老師：主講老師： 陳險(xiǎn)峙陳險(xiǎn)峙EmailEmail： TelTel：ngineering mechanicsengineering mechanics 精選ppt精選ppt理論力學(xué)：理論力學(xué)： Theoretical Mechanics是研究物體機(jī)械運(yùn)動一般規(guī)律的一門學(xué)科機(jī)械運(yùn)動：機(jī)械運(yùn)動：Mechanical Movement 是物體在空間的相對位置隨時間的變化精選ppt材料力學(xué)：材料力學(xué)： Mechanics of material主要研究物體在力的作用下的變形（內(nèi)效應(yīng))精選ppt 物

2、體在外力作用下的運(yùn)物體在外力作用下的運(yùn)動規(guī)律，并建立運(yùn)動與受力動規(guī)律，并建立運(yùn)動與受力之間的定量關(guān)系。之間的定量關(guān)系。 物體在外力作用下的平衡規(guī)律物體在外力作用下的平衡規(guī)律 （力的外效應(yīng)）（力的外效應(yīng)）精選ppt工程力學(xué)工程力學(xué)靜力學(xué)靜力學(xué)的研究內(nèi)容的研究內(nèi)容一、物體在力系作用下的平衡條件一、物體在力系作用下的平衡條件二、力系的簡化二、力系的簡化精選ppt 2. .成績分配：成績分配：平平 時時 30 %考考 試試 70 % 1. .學(xué)時分配：學(xué)時分配：課堂教學(xué)課堂教學(xué) 40學(xué)時學(xué)時精選ppt靜力學(xué)基本概念1靜力學(xué)公理2約束和約束反力3受力分析和受力圖4第一章第一章 工程靜力學(xué)基礎(chǔ)工程靜力學(xué)基

3、礎(chǔ)精選ppt 力的單位：力的單位： 國際單位制：牛頓國際單位制：牛頓(N) (N) 千牛頓千牛頓(kN)(kN)一、力的概念一、力的概念1定義：力是物體間的定義：力是物體間的相互相互機(jī)械作用，這種作用可以機(jī)械作用，這種作用可以改變改變 物體的運(yùn)動狀態(tài)或使物體發(fā)生變形。物體的運(yùn)動狀態(tài)或使物體發(fā)生變形。2. 力的效應(yīng)：力的效應(yīng)： 運(yùn)動效應(yīng)運(yùn)動效應(yīng)( (外效應(yīng)外效應(yīng)) ) 變形效應(yīng)變形效應(yīng)( (內(nèi)效應(yīng)內(nèi)效應(yīng)) )。3. 力的三要素：大小，方向，作用點(diǎn)力的三要素：大小，方向，作用點(diǎn)AF11+2 靜力學(xué)的基本概念精選ppt4.4.力系：是指作用在物體上的一群力。力系：是指作用在物體上的一群力。 平面匯交

4、（共點(diǎn)）力系平面匯交（共點(diǎn)）力系平面平行力系平面平行力系平面力偶系平面力偶系平面任意力系平面任意力系空間匯交（共點(diǎn)）力系空間匯交（共點(diǎn)）力系空間平行力系空間平行力系空間力偶系空間力偶系空間任意力系空間任意力系精選ppt在外力的作用下在外力的作用下形狀和大小形狀和大小都始終保持不變的物體。都始終保持不變的物體?；蛘咴谕饬Φ淖饔孟?，或者在外力的作用下，任意兩點(diǎn)間的距離任意兩點(diǎn)間的距離保持不變的物體保持不變的物體三三. .剛體剛體是指物體相對于慣性參考系處于靜止或勻速直線運(yùn)動的狀態(tài)是指物體相對于慣性參考系處于靜止或勻速直線運(yùn)動的狀態(tài)平衡力系：若一力系使物體處于平衡狀態(tài)，我們稱這個力系為平衡力系：若一

5、力系使物體處于平衡狀態(tài)，我們稱這個力系為平衡力系平衡力系。二二. .平衡平衡精選ppt121-3 靜力學(xué)基本公理公理：公理：是人類經(jīng)過長期實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)而得到的結(jié)論，它被反復(fù)的實(shí)踐所驗(yàn)證，是無須證明而為人們所公認(rèn)的結(jié)論。 作用于剛體上的兩個力，使剛體平衡的必要與充分條件是： 這兩個力大小相等 | F1 | = | F2 | 方向相反 F1 = F2 作用線共線， 作用于同一個物體上。公理公理1 1 二力平衡公理二力平衡公理精選ppt二力桿：二力桿：只在兩個力作用下處于平衡的構(gòu)只在兩個力作用下處于平衡的構(gòu)件叫件叫二力構(gòu)件二力構(gòu)件或二力桿?；蚨U。二力桿二力桿精選ppt在作用于剛體上的任何一個力系上

6、，加上或減去任一平衡力系，在作用于剛體上的任何一個力系上，加上或減去任一平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用效應(yīng)。并不改變原力系對剛體的作用效應(yīng)。推論推論1：力的可傳性原理。：力的可傳性原理。 作用于剛體上的力，可以沿其作用線移至剛體內(nèi)任意一點(diǎn)，而不改變它對對剛體的作用效應(yīng)。因此，作用于剛體上的力三要素為：大小，方向，作用線公理公理2 2 加減平衡力系原理加減平衡力系原理精選ppt例如下圖中所示的小車，在例如下圖中所示的小車，在A點(diǎn)作用力點(diǎn)作用力F和在和在B點(diǎn)點(diǎn)作用力作用力F對小車的作用效果是相同的對小車的作用效果是相同的。 注意注意！力的可傳性原理只適力的可傳性原理只適用于剛體，而不適用用于

7、剛體，而不適用于變形體于變形體精選ppt 剛體受不平行的三力作用而平衡，則三力作用線必匯交于一點(diǎn)且位于同一平面內(nèi)。公理公理3 3 力的平行四邊形法則力的平行四邊形法則 作用于物體上同一點(diǎn)的兩個力,可合成為一個合力。合力的作用點(diǎn)仍在該點(diǎn)，合力的大小和方向是以這兩個力為邊所作的平行四邊形的對角線來表示。推論推論2：三力平衡匯交定理：三力平衡匯交定理 21RFFF 精選ppt公理公理4 4 作用力和反作用力定律作用力和反作用力定律 兩物體間相互作用的力，總是大小相等、作用線相兩物體間相互作用的力，總是大小相等、作用線相同而指向相反、分別作用在這兩個物體上同而指向相反、分別作用在這兩個物體上F F1

8、1F F3 3F FR12R12F F2 2O O= =證明：證明：C CF F1 1F F2 2F F3 3C CO OB BA A精選ppt公理公理5 5 剛化原理剛化原理柔性體（受拉力平衡）剛化為剛體（仍平衡）反之不一定成立剛體（受壓平衡）柔性體（受壓不能平衡） 變形體在某一力系作用下處于平衡，若將此變形體剛化為剛體，其平衡狀態(tài)不變。精選ppt思考只適用于剛體的公理有哪些？二力平衡公理和加減平衡力系公理精選ppt1 14 4 約束和約束反力約束和約束反力1 1、自由體自由體：2 2、非自由體非自由體：3 3、約束約束：4 4、約束反力約束反力：5 5、主動力：主動力： 能在空間作任意位移

9、的物體。能在空間作任意位移的物體。位移受到某些限制的物體。位移受到某些限制的物體。約束對被約束體的反作用力。約束對被約束體的反作用力。 由周圍物體所構(gòu)成的、限制非自由體由周圍物體所構(gòu)成的、限制非自由體 位移的條件。位移的條件。 約束力以外的力。約束力以外的力。 基本概念：基本概念：精選ppt常見的幾種類型的約束常見的幾種類型的約束1.柔性體約束柔性體約束（柔索） 由柔軟的繩索、鏈條和膠帶構(gòu)成的約束特點(diǎn)：繩索類 只能承受拉力。約束力方向： 沿繩索的中心線方向背離被約束的物體。約束力: 作用在接觸點(diǎn)精選pptA繩索構(gòu)成的約束精選ppt膠帶構(gòu)成的約束精選ppt鏈條構(gòu)成的約束精選ppt約束力 作用在接

10、觸點(diǎn)處方向 沿接觸處的公法線，指向受力物體2.光滑面約束光滑面約束 (光滑指摩擦不計(jì))精選ppt光滑接觸面約束實(shí)例光滑接觸面約束實(shí)例精選ppt光滑接觸面約束實(shí)例光滑接觸面約束實(shí)例精選ppt3. 3. 固定鉸鏈約束固定鉸鏈約束精選ppt固定鉸鏈支座固定鉸鏈支座A AB BF FA AB B精選ppt4.4.活動鉸鏈支座活動鉸鏈支座( (輥軸約束輥軸約束）N NN N精選ppt精選ppt光滑圓柱鉸鏈約束實(shí)例光滑圓柱鉸鏈約束實(shí)例固定鉸鏈支座活動鉸鏈支座精選ppt精選ppt5.軸承軸承約束約束滑動軸承滑動軸承滾動軸承滾動軸承精選ppt滑動軸承的結(jié)構(gòu)及約束反力精選ppt滾動軸承的結(jié)構(gòu)及約束反力向心軸承向

11、心軸承精選ppt止推軸承止推軸承精選ppt精選ppt1 15 5 受力分析和受力圖受力分析和受力圖畫受力圖的方法與步驟：畫受力圖的方法與步驟：1 1、取分離體（研究對象）、取分離體（研究對象）2 2、畫出研究對象所受的全部主動力（使物體產(chǎn)生、畫出研究對象所受的全部主動力（使物體產(chǎn)生 運(yùn)動或運(yùn)動趨勢的力）運(yùn)動或運(yùn)動趨勢的力）3 3、在存在約束的地方，按約束類型逐一畫出約束、在存在約束的地方，按約束類型逐一畫出約束 反力（研究對象與周圍物體的連接關(guān)系）反力（研究對象與周圍物體的連接關(guān)系）精選pptA AP PN NF FT TE E C CG GB BE EP PA AF FD D解：解：(1)

12、(1) 物體物體B B 受兩個力作用：受兩個力作用：(2) (2) 球球A A 受三個力作用：受三個力作用：(3) (3) 作用于滑輪作用于滑輪C C 的力：的力： C CN NG GT TG GT TG GT TD DQ QB B例題例題1-1 1-1 在圖示的平面系統(tǒng)中，勻質(zhì)球在圖示的平面系統(tǒng)中，勻質(zhì)球A A重為重為P P，借本身重量和，借本身重量和摩擦不計(jì)的理想滑輪摩擦不計(jì)的理想滑輪C C 和柔繩維持在仰角是和柔繩維持在仰角是 的光滑斜面上，繩的光滑斜面上，繩的一端掛著重為的一端掛著重為Q Q 的物體的物體B B。試分析物體。試分析物體B B、球、球A A 和滑輪和滑輪C C 的受力的受

13、力情況，并分別畫出平衡時各物體的受力圖。情況，并分別畫出平衡時各物體的受力圖。精選pptECABFDBCNBNC解：解： 1 1、桿、桿BC BC 所受的力：所受的力：2 2、桿、桿AB AB 所受的力：所受的力：表示法一：表示法一：表示法二：表示法二：BDAFNAxNAyNBBAFDNAHNB例題例題1-2 1-2 等腰三角形構(gòu)架等腰三角形構(gòu)架ABC ABC 的頂點(diǎn)的頂點(diǎn)A A、B B、C C 都用鉸鏈連都用鉸鏈連接，底邊接，底邊AC AC 固定，而固定，而AB AB 邊的中點(diǎn)邊的中點(diǎn)D D 作用有平行于固定邊作用有平行于固定邊AC AC 的力的力F F，如圖，如圖113(a)113(a)所示。不計(jì)各桿自重，試畫出所示。不計(jì)各桿自重，試畫出AB AB 和和BC BC 的受力圖。的受力圖。精選ppt例題例題1-41-4精選ppt例題例題1-51-5精選ppt小結(jié)小結(jié)1 1、理解力、剛體、平衡和約束等重