第一章靜力學(xué)基本概念與公理

第一章靜力學(xué)基本概念與公理2023/3/291第一頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)例12023/3/292第二頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)例22023/3/293第三頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)例32023/3/294第四頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日靜力學(xué)任務(wù)研究對(duì)象---剛體

研究物體的受力分析、力系的等效替換（或簡(jiǎn)化）、建立各種力系的平衡條件等．

1、物體的受力分析：分析物體（包括物體系）受哪些力，每個(gè)力的作用位置和方向，并畫出物體的受力圖．

2、力系的等效替換（或簡(jiǎn)化）：用一個(gè)簡(jiǎn)單力系等效代替一個(gè)復(fù)雜力系．

3、建立各種力系的平衡條件：建立各種力系的平衡條件，并應(yīng)用這些條件解決靜力學(xué)實(shí)際問題．2023/3/295第五頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第一章靜力學(xué)基本概念和物體的受力分析2023/3/296第六頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日1，基本概念

剛體—在任何情況下都不發(fā)生變形的物體。它是一種理想化的力學(xué)模型。

力---物體間相互的機(jī)械作用。力的效應(yīng)---內(nèi)效應(yīng)（變形效應(yīng)）外效應(yīng)（運(yùn)動(dòng)效應(yīng)）。力的三要素:大小，方向，作用點(diǎn)位置。力的分類；分布力，集中力。力的表示；矢量。力系；等效力系；平衡力系；合力；力系的合成與分解等。2023/3/297第七頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日2，靜力學(xué)公理公理一（二力平衡公理）作用于剛體上的兩個(gè)力，使剛體保持平衡的充分必要條件是：這兩個(gè)力大小相等，方向相反，作用在同一直線上。只適用剛體使剛體平衡的充分必要條件2023/3/298第八頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日二力構(gòu)件：僅受兩力作用而保持平衡的構(gòu)件。兩力的作用線必沿兩力作用點(diǎn)的連線。2023/3/299第九頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日公理二（加減平衡力系公理）可以在作用于剛體的任何一個(gè)力系上加上或去掉任意個(gè)平衡力系，而不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用。只適用于剛體2023/3/2910第十頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日推論（力在剛體上的可傳性）

作用于剛體上的力，其作用點(diǎn)可以沿著它的作用線移動(dòng)到剛體內(nèi)的任意一點(diǎn)，而不改變?cè)摿?duì)剛體的作用。FA=FAB=F1AB2023/3/2911第十一頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日作用于剛體上的力的三要素：大小、方向和作用線位置。2023/3/2912第十二頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日公理三（力的平行四邊形定律）作用于物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力可以合成為作用于同一點(diǎn)的一個(gè)力，即合力。合力矢由原兩力的矢為鄰邊而作出的力平行四邊形的對(duì)角矢來表示。矢量表達(dá)式：R=F1+F2AF2F1R2023/3/2913第十三頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日亦可用力三角形求得合力矢2023/3/2914第十四頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日推論（三力匯交定理）當(dāng)剛體在三個(gè)力作用下平衡時(shí)，若其中兩力的作用線匯交于某點(diǎn)，則第三力的作用線必定在同一平面內(nèi)，且也通過這個(gè)點(diǎn)。2023/3/2915第十五頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日公理四(作用和反作用公理)任何兩個(gè)物體間的相互作用力，總是大小相等，方向相反，沿同一直線，并同時(shí)分別作用于這兩個(gè)物體上。公理五(剛化公理)設(shè)變形體在已知力系作用下維持平衡狀態(tài)，則如將這個(gè)已變形但平衡的物體變成剛體（剛化），其平衡不受影響。2023/3/2916第十六頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日剛化原理圖反之不一定成立．剛體（受壓平衡）柔性體（受壓不能平衡）2023/3/2917第十七頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日3，約束與約束反力自由體：能在空中作任意方向運(yùn)動(dòng)的物體。非自由體：受到周圍物體的阻礙與限制，而不能作任意方向運(yùn)動(dòng)的物體。約束：對(duì)非自由體的某些運(yùn)動(dòng)起限制作用的周圍物體。約束反力：約束給與非自由體的力。約束力大小——待定方向——與該約束所能阻礙的非自由體的位移方向相反作用點(diǎn)——非自由體上與約束的接觸處約束力以外的其它力統(tǒng)稱主動(dòng)力2023/3/2918第十八頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日常見的約束類型：1）光滑支承面所構(gòu)成的約束

這類約束的約束反力，作用在接觸點(diǎn)處，方向沿接觸表面的公法線，并指向被約束的物體。約束力方向與該約束所能阻礙的非自由體的位移方向相反2023/3/2919第十九頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/2920第二十頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/2921第二十一頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/2922第二十二頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/2923第二十三頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日2）由柔軟的繩索、鏈條或膠帶等構(gòu)成的約束

繩索對(duì)物體的約束反力，作用在接觸點(diǎn)處，方向沿著繩索背離物體，都是拉力。2023/3/2924第二十四頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/2925第二十五頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日3）光滑圓柱鉸鏈所構(gòu)成的約束（固定鉸鏈支座，活動(dòng)鉸鏈支座等）當(dāng)主動(dòng)力未確定時(shí)，約束力的方向預(yù)先不能確定。無論約束力朝向何方，它的作用線必沿接觸點(diǎn)的公法線，并通過軸心。2023/3/2926第二十六頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/2927第二十七頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/2928第二十八頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/2929第二十九頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/2930第三十頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/2931第三十一頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日滾動(dòng)軸承：向心軸承（徑向軸承）2023/3/2932第三十二頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日向心推力軸承（徑向止推軸承）2023/3/2933第三十三頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日4）球鉸鏈2023/3/2934第三十四頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日鐵軌5）其他約束2023/3/2935第三十五頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日萬向接頭2023/3/2936第三十六頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日導(dǎo)軌2023/3/2937第三十