(1)静力学概念和公理

1、第一章第一章 静力学的基本概念和公理静力学的基本概念和公理理论力学与物理课程中力学部分内容的区别理论力学与物理课程中力学部分内容的区别 典型的工程实例典型的工程实例学习学习理论力学理论力学的一些学习方法的一些学习方法第一章第一章 静力学的基本概念和公理静力学的基本概念和公理理论力学与物理课程中力学部分内容的区别理论力学与物理课程中力学部分内容的区别 （3 3）物理学中一些定律的应用是有限制条件的；）物理学中一些定律的应用是有限制条件的；（4 4）理论力学的研究方法。）理论力学的研究方法。（2 2）力学、物理学的研究对象不同；）力学、物理学的研究对象不同；（1 1）力学和物理学的关系；）力学和物

2、理学的关系；工程问题力学模型数学模型分析计算符合实际 结束是否力学知识工程经验数学工具(4)理论力学的研究方法理论力学的研究方法大学阶段只能获取需用大学阶段只能获取需用“知识知识”的的1010，其余，其余9090知识要在工作中知识要在工作中不不 断学习，必须断学习，必须“终生学习终生学习”。要学会自我学习自我发展要学会自我学习自我发展。学会收集。学会收集信信 息、选择信息、处理信息，提高知识更新的能力。息、选择信息、处理信息，提高知识更新的能力。多思考多思考, ,多提问多提问, ,提高分析能力、思维能力和解决问题能力。不能仅提高分析能力、思维能力和解决问题能力。不能仅 满足于做一些具体题目满足

3、于做一些具体题目, ,避免高分低能避免高分低能。做好做好课堂笔记课堂笔记。只记要点。只记要点, ,学会做笔记是基本功之一。学会做笔记是基本功之一。 听讲占七分听讲占七分 时间，三分时间笔记。时间，三分时间笔记。做作业做作业的重要性在与做的过程。的重要性在与做的过程。写出具体求解过程写出具体求解过程, ,掌握解题步骤、掌握解题步骤、 分析方法。不要分析方法。不要“眼高手低眼高手低”，认为会做或看题简单，就不做了。认为会做或看题简单，就不做了。更更 不能抄作业不能抄作业。第一章第一章 静力学的基本概念和公理静力学的基本概念和公理（1 1）静力学）静力学（2 2）运动学）运动学（3 3）动力学）动力

4、学理论力学包括三大部分：理论力学包括三大部分： 一个物体能否视为刚体，不仅取决于变形的大小，而且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（研究问题的性质）有关。和问题本身的要求（研究问题的性质）有关。 刚体刚体在外界的任何作用下形状和大小都始终保持不在外界的任何作用下形状和大小都始终保持不变的物体。变的物体。几个基本概念几个基本概念1 1. .刚体刚体 物体变形很小时物体变形很小时, ,变形对物体的运动和平衡的影响甚微变形对物体的运动和平衡的影响甚微, ,可以忽略不计，这时的物体就可以抽象为刚体。可以忽略不计，这时的物体就可以抽象为刚体。 刚体是一种抽象化的理想的力学模

5、型。刚体是一种抽象化的理想的力学模型。刚体是对实际刚体是对实际物体的抽象与理想化物体的抽象与理想化。2.2.质点质点 质点质点物体体积和形状可忽略不计物体体积和形状可忽略不计, ,而具有质量的一个而具有质量的一个物体。类似几何学中的物体。类似几何学中的“点点”，但有质量。，但有质量。 所研究的物体体积远远小于其运动区域的尺度时，所研究的物体体积远远小于其运动区域的尺度时，可以将物体简化为一质点。可以将物体简化为一质点。 如果不计物体各部分运动的差别时如果不计物体各部分运动的差别时, , 可以将物体简可以将物体简化为一质点。如，汽车的运动。化为一质点。如，汽车的运动。 刚体是由连续分布质点组成的

6、质点系，并且在力的刚体是由连续分布质点组成的质点系，并且在力的作用下，质点之间不发生变形、位移。作用下，质点之间不发生变形、位移。多个质点组成质点系。多个质点组成质点系。 一个物体究竟简化成什么样的力学模型一个物体究竟简化成什么样的力学模型( (质点或刚体质点或刚体) )来进行分析、研究，取决于问题的性质。来进行分析、研究，取决于问题的性质。 质点也是对实际物体的抽象与理想化。质点也是对实际物体的抽象与理想化。 力的定义力的定义力是物体相互间的机械作用，其作用结果使力是物体相互间的机械作用，其作用结果使物体的形状和运动状态发生改变。物体的形状和运动状态发生改变。 力的效应力的效应运动效应运动效

7、应改变物体运动状态的效应改变物体运动状态的效应变形效应变形效应引起物体变形的效应引起物体变形的效应 力的三要素力的三要素：大小、方向、作用点。：大小、方向、作用点。3.3.力力等效力系等效力系作用于同一物体作用于同一物体, , 且作用效果相同且作用效果相同( (运动、运动、变形）的力系。变形）的力系。平衡力系平衡力系能使物体维持平衡的力系。能使物体维持平衡的力系。 作用力的抽象与理想化作用力的抽象与理想化集中力与分布力。集中力与分布力。 物体所受的力是作用在接触面积上的物体所受的力是作用在接触面积上的分布力分布力。很多情形。很多情形下，这种分布力是比较复杂的。下，这种分布力是比较复杂的。 当分

8、布力作用面积很小时，为了分析计算方便起见，将当分布力作用面积很小时，为了分析计算方便起见，将分布力理想化为作用于一点的合力，称为分布力理想化为作用于一点的合力，称为集中力集中力。12 12 静力学公理静力学公理课堂讨论题课堂讨论题:1. 一对平衡力与一对作用力、反作用力的区别？一对平衡力与一对作用力、反作用力的区别？ 4. 三力平衡汇交定理是平衡的必要条件，而不是三力平衡汇交定理是平衡的必要条件，而不是充分条件？充分条件？5. 刚化原理有何意义？刚化原理有何意义？3. 力的可传性原理的适用条件？力的可传性原理的适用条件？2. 加减平衡力系公理是否对任何情况都成立？加减平衡力系公理是否对任何情况

9、都成立？1 1、自由体、自由体2 2、非自由体、非自由体3 3、约束、约束4 4、约束力、约束力5 5、主动力、主动力 ：可以任意运动（获得任意位移）的物体：可以任意运动（获得任意位移）的物体。 ：运动：运动( (位移位移) )受到某些限制的物体。受到某些限制的物体。：约束对物体的作用力。约束力是受力分析的重点。：约束对物体的作用力。约束力是受力分析的重点。 ：由周围物体所构成的、对物体运动起制约作用的一：由周围物体所构成的、对物体运动起制约作用的一些限制条件。些限制条件。：能主动地使刚体运动或使刚体有运动趋势的力：能主动地使刚体运动或使刚体有运动趋势的力。 基本概念：基本概念：6 6、关于约

10、束力，要解决两个问题：、关于约束力，要解决两个问题：如重力，拉力，推力，风力，水压力。如重力，拉力，推力，风力，水压力。（1 1）约束力的方向怎样确定？）约束力的方向怎样确定？（2 2）约束力的大小怎样确定？）约束力的大小怎样确定？作用在物体上的力分为主动力、约束力两类：作用在物体上的力分为主动力、约束力两类： 约束力总是出现在可能阻碍物体运动的方向上，可由约束力总是出现在可能阻碍物体运动的方向上，可由运动学的分析来判断，而其实际出现的方向和大小，一般运动学的分析来判断，而其实际出现的方向和大小，一般要通过动力学方程的求解才能确定。要通过动力学方程的求解才能确定。 约束力具有约束力具有“被动被

11、动”的性质。一般情况下，约束力是的性质。一般情况下，约束力是随着作用在物体上其他力和物体运动状态的变化而改变的。随着作用在物体上其他力和物体运动状态的变化而改变的。 约束力：由周围物体所构成的、对物体运动起制约作约束力：由周围物体所构成的、对物体运动起制约作用的力。用的力。 主动力主动力: 能主动地使刚体运动或使刚体有运动趋势的力。能主动地使刚体运动或使刚体有运动趋势的力。如重力，拉力，推力，风力，水压力。如重力，拉力，推力，风力，水压力。 工程问题中，主要研究约束力。工程问题中，主要研究约束力。(1)(1)首先要确定研究对象。整体、分离体受力图要分开画。首先要确定研究对象。整体、分离体受力图

12、要分开画。(2)(2)力要标注字母符号以示区别，下标字母表示作用位置。力要标注字母符号以示区别，下标字母表示作用位置。画受力图的注意点：画受力图的注意点：(3)(3)作用力、反作用力用作用力、反作用力用“ “ ”区别开，作用力、反作用力的箭头相反。区别开，作用力、反作用力的箭头相反。(4)(4)力画在原始作用位置。在受力图中反映力的原始作用情况。力画在原始作用位置。在受力图中反映力的原始作用情况。(5)(5)分布力不要画成集中力。反映力的原始作用情况。分布力不要画成集中力。反映力的原始作用情况。(6)(6)根据约束的性质画出约束力。解除约束处，一定要代之以约束力。根据约束的性质画出约束力。解除

13、约束处，一定要代之以约束力。(7)(7)判断二力件。根据二力平衡条件，二力件所受二力共线。判断二力件。根据二力平衡条件，二力件所受二力共线。(8)(8)利用三力平衡汇交定理，可以简化受力图。利用三力平衡汇交定理，可以简化受力图。(9)(9)受力图中不能出现一对内力。受力图中不能出现一对内力。 (10) (10)在铰链处作用集中力，取分离体进行受力分析时，假想集中力和在铰链处作用集中力，取分离体进行受力分析时，假想集中力和销钉在同一分离体上，在销钉孔部分就不能画集中力了。销钉在同一分离体上，在销钉孔部分就不能画集中力了。课堂讨论题：课堂讨论题：刚化原理有何意义？刚化原理有何意义？ 根据刚化原理，

14、可以利用刚体平衡方程根据刚化原理，可以利用刚体平衡方程, 处理处理组合体、变形体的平衡问题。组合体、变形体的平衡问题。ECABPDECABPDTDTE将平衡条件推广到组合体、变形体。将平衡条件推广到组合体、变形体。 可取组合体作为研究对象，列平衡方程。可取组合体作为研究对象，列平衡方程。课堂讨论题：课堂讨论题： 光滑接触面约束和光滑接触面约束和活动铰链支座活动铰链支座约束，其约束约束，其约束力都是力都是沿接触面公法线沿接触面公法线，区别何在？，区别何在？(2)(2)活动铰链支座：活动铰链支座：NN约束力沿接触面法线方向约束力沿接触面法线方向约束力约束力沿接触面公法线沿接触面公法线N(1)(1)

15、光滑接触面约束光滑接触面约束：EDABC压榨机构。画出压榨机构。画出AB杆、杆、BC杆、压板杆、压板D受力图。受力图。PPNATBTBTCDTCNDNE 销钉和销钉和AB杆固连杆固连NE 是侧面物体的压力是侧面物体的压力ND 是水平面的约束力是水平面的约束力EDABC工程实际问题：压榨机构。求物体工程实际问题：压榨机构。求物体E承受的压力承受的压力 ？PDNDNETBC PTBC TBA B（1 1）研究）研究B B点：点：（2 2）研究压块）研究压块D D：（取出销钉）（取出销钉）二力件受力图可省略不画二力件受力图可省略不画根据平衡方程求出根据平衡方程求出NE AF1F2(1)(1)首先要确

16、定研究对象。整体、分离体受力图要分开画。首先要确定研究对象。整体、分离体受力图要分开画。(2)(2)力要标注字母符号以示区别，下标字母表示力作用位置。力要标注字母符号以示区别，下标字母表示力作用位置。(3)(3)作用力、反作用力用作用力、反作用力用“ “ ”区别开，作用力、反作用力的箭头相反。区别开，作用力、反作用力的箭头相反。(4)(4)力画在原始作用位置。在受力图中反映力的原始作用情况。力画在原始作用位置。在受力图中反映力的原始作用情况。(5)(5)分布力不要画成集中力。反映力的原始作用情况。分布力不要画成集中力。反映力的原始作用情况。(6)(6)根据约束的性质画出约束力。解除约束处，一定

17、要代之以约束力。根据约束的性质画出约束力。解除约束处，一定要代之以约束力。(7)(7)判断二力件。根据二力平衡条件，二力件所受二力共线。判断二力件。根据二力平衡条件，二力件所受二力共线。( (第第7 7题题) )(8)(8)利用三力平衡汇交定理，可以简化受力图。利用三力平衡汇交定理，可以简化受力图。(9)(9)受力图中不能出现一对内力。受力图中不能出现一对内力。 (10) (10)在铰链处作用集中力，取分离体进行受力分析时，假想集中力和在铰链处作用集中力，取分离体进行受力分析时，假想集中力和销钉在同一分离体上，在销钉孔部分就不能画集中力了。销钉在同一分离体上，在销钉孔部分就不能画集中力了。(11)(11)力的符号不要加矢量箭头。尽量书写简单。力的符号不要加矢量箭头。尽量书写简单。画受力图的注意点：画受力图的注意点：EDABCPPNATBTBTCDTCNDNEEDABCPPNATBTBTCDTCNDNEHDABCPQE AP EBNANBHBCQ NCxNCyN BDHBCQ NCxNCyN BNDDHBCQ NCxNCyN BND 例题例题1 1：重为重为G980N的的重物悬挂在滑轮支架系统上，重物悬挂在滑轮支架系统上，如图所示。设滑轮的中心如图所示。设滑轮的中心B与支架与支架ABC相连接，相连接，AB为直为直杆，杆，BC为曲杆，为曲杆，B为销钉。为销钉