工程力學(xué)——1-5物體的受力分析和受力圖

1、第五節(jié) 物體的受力分析和受力圖一、受力分析一、受力分析 解決力學(xué)問題時(shí)，首先要選定需要進(jìn)行研究的物體，即選擇研究對象；然后根據(jù)已知條件，約束類型并結(jié)合基本概念和公理分析它的受力情況，這個(gè)過程稱為物體的受力分析受力分析。 作用在物體上的力有：一類是:主動(dòng)力,如重力,風(fēng)力,氣體 壓力等。 二類是：被動(dòng)力，即約束反力。 1-5 1-5 物體的受力分析和受力圖物體的受力分析和受力圖畫物體受力圖主要步驟為畫物體受力圖主要步驟為：選研究對象；取分離體； 畫上主動(dòng)力；畫出約束反力。二、受力圖二、受力圖例例1例例2 2碾子重為碾子重為 ，拉力為，拉力為 ， 處光處光滑接觸，畫出碾子的受力圖?；佑|，畫出碾子的

2、受力圖。解：畫出簡圖解：畫出簡圖畫出主動(dòng)力畫出主動(dòng)力畫出約束力畫出約束力例例3屋架受均布風(fēng)力屋架受均布風(fēng)力 （N/m），屋架重為），屋架重為 ，畫出屋架的受力圖。畫出屋架的受力圖。解：取屋架解：取屋架畫出主動(dòng)力畫出主動(dòng)力畫出約束力畫出約束力畫出簡圖畫出簡圖例例4水平均質(zhì)梁水平均質(zhì)梁 重為重為 ，電動(dòng)，電動(dòng)機(jī)重為機(jī)重為 ，不計(jì)桿，不計(jì)桿 的自的自重，畫出桿重，畫出桿 和梁和梁 的受的受力圖。圖力圖。圖(a)解：解：取取 桿，其為二力構(gòu)件，簡桿，其為二力構(gòu)件，簡稱二力桿，其受力圖如圖稱二力桿，其受力圖如圖(b)取取 梁，其受力圖如圖梁，其受力圖如圖 (c)若這樣畫，梁若這樣畫，梁 的受的受力圖又如

3、何改動(dòng)力圖又如何改動(dòng)? 桿的受力圖能否桿的受力圖能否畫為圖（畫為圖（d）所示？）所示？例例5 5 不計(jì)三鉸拱橋的自重與摩不計(jì)三鉸拱橋的自重與摩擦，畫出左、右拱擦，畫出左、右拱 的受力圖與系統(tǒng)整體受力的受力圖與系統(tǒng)整體受力圖。圖。解：解：右拱右拱 為二力構(gòu)件，其受為二力構(gòu)件，其受力圖如圖（力圖如圖（b）所示）所示取左拱取左拱AC ,其受力圖其受力圖如圖（如圖（c）所示）所示系統(tǒng)整體受力圖如系統(tǒng)整體受力圖如圖（圖（d）所示）所示考慮到左拱考慮到左拱 在三個(gè)力在三個(gè)力作用下平衡，也可按三力作用下平衡，也可按三力平衡匯交定理畫出左拱平衡匯交定理畫出左拱 的受力圖，如圖（的受力圖，如圖（e）所）所示示此

4、時(shí)整體受力圖如圖此時(shí)整體受力圖如圖（f）所示）所示討論：若左、右兩拱都討論：若左、右兩拱都考慮自重，如何畫出各考慮自重，如何畫出各受力圖？受力圖？如圖如圖（g） （h） （i）例例6 6不計(jì)自重的梯子放在光不計(jì)自重的梯子放在光滑水平地面上，畫出梯滑水平地面上，畫出梯子、梯子左右兩部分與子、梯子左右兩部分與整個(gè)系統(tǒng)受力圖。圖整個(gè)系統(tǒng)受力圖。圖(a)解：解：繩子受力圖如圖（繩子受力圖如圖（b）所示）所示梯子左邊部分受力梯子左邊部分受力圖如圖（圖如圖（c）所示）所示梯子右邊部分受力梯子右邊部分受力圖如圖（圖如圖（d）所示）所示整體受力圖如圖（整體受力圖如圖（e e）所示）所示提問：左右兩部分梯子在提

5、問：左右兩部分梯子在A處，繩子對左右兩部分處，繩子對左右兩部分梯子均有力作用，為什么在整體受力圖沒有畫出？梯子均有力作用，為什么在整體受力圖沒有畫出？例例7 畫出下列各構(gòu)件的受力圖QAOBCDEQAOBCDEQAOBCDE例例8 畫出下列各構(gòu)件的受力圖說明：三力平衡必匯交說明：三力平衡必匯交當(dāng)三力平行時(shí)，在無限當(dāng)三力平行時(shí)，在無限遠(yuǎn)處匯交，它是一種特遠(yuǎn)處匯交，它是一種特殊情況殊情況。例例9 尖點(diǎn)問題應(yīng)去掉約束應(yīng)去掉約束應(yīng)去掉約束應(yīng)去掉約束例例10 畫出下列各構(gòu)件的受力圖三、畫受力圖應(yīng)注意的問題三、畫受力圖應(yīng)注意的問題除重力、電磁力外，物體之間只有通過接觸才有相互機(jī)械作用力，要分清研究對象（受力

6、體）都與周圍哪些物體（施力體）相接觸，接觸處必有力，力的方向由約束類型而定。2、不要多畫力、不要多畫力要注意力是物體之間的相互機(jī)械作用。因此對于受力體所受的每一個(gè)力，都應(yīng)能明確地指出它是哪一個(gè)施力體施加的。1、不要漏畫力、不要漏畫力約束反力的方向必須嚴(yán)格地按照約束的類型來畫，不能單憑直觀或根據(jù)主動(dòng)力的方向來簡單推想。在分析兩物體之間的作用力與反作用力時(shí)，要注意，作用力的方向一旦確定，反作用力的方向一定要與之相反，不要把箭頭方向畫錯(cuò)。3、不要畫錯(cuò)力的方向、不要畫錯(cuò)力的方向4、受力圖上不能再帶約束。、受力圖上不能再帶約束。 即受力圖一定要畫在分離體上。一個(gè)力，屬于外力還是內(nèi)力，因研究對象的不同，有

7、可能不同。當(dāng)物體系統(tǒng)拆開來分析時(shí)，原系統(tǒng)的部分內(nèi)力，就成為新研究對象的外力。對于某一處的約束反力的方向一旦設(shè)定，在整體、局部或單個(gè)物體的受力圖上要與之保持一致。 5、受力圖上只畫外力，不畫內(nèi)力。、受力圖上只畫外力，不畫內(nèi)力。 6 、同一系統(tǒng)各研究對象的受力圖必須整體與局部一致，相、同一系統(tǒng)各研究對象的受力圖必須整體與局部一致，相 互協(xié)調(diào)，不能相互矛盾?；f(xié)調(diào)，不能相互矛盾。7 、正確判斷二力構(gòu)件。、正確判斷二力構(gòu)件。 勻質(zhì)小球重W，用繩索系住，并靠在光滑的斜面上，如圖1.21(a)所示，試畫出小球的受力圖。 圖1.21 【例1.2】簡支梁AB的A端為固定鉸支座，B端為可動(dòng)鉸支座，梁在中點(diǎn)C受到主動(dòng)力