工程力学静力学第一章

1、LOGO2021-12-22精选ppt1工程力学工程力学（静力学）（静力学）主讲老师：主讲老师： 陈险峙陈险峙EmailEmail： TelTel：ngineering mechanicsengineering mechanics 精选ppt精选ppt理论力学：理论力学： Theoretical Mechanics是研究物体机械运动一般规律的一门学科机械运动：机械运动：Mechanical Movement 是物体在空间的相对位置随时间的变化精选ppt材料力学：材料力学： Mechanics of material主要研究物体在力的作用下的变形（内效应)精选ppt 物

2、体在外力作用下的运物体在外力作用下的运动规律，并建立运动与受力动规律，并建立运动与受力之间的定量关系。之间的定量关系。 物体在外力作用下的平衡规律物体在外力作用下的平衡规律 （力的外效应）（力的外效应）精选ppt工程力学工程力学静力学静力学的研究内容的研究内容一、物体在力系作用下的平衡条件一、物体在力系作用下的平衡条件二、力系的简化二、力系的简化精选ppt 2. .成绩分配：成绩分配：平平 时时 30 %考考 试试 70 % 1. .学时分配：学时分配：课堂教学课堂教学 40学时学时精选ppt静力学基本概念1静力学公理2约束和约束反力3受力分析和受力图4第一章第一章 工程静力学基础工程静力学基

3、础精选ppt 力的单位：力的单位： 国际单位制：牛顿国际单位制：牛顿(N) (N) 千牛顿千牛顿(kN)(kN)一、力的概念一、力的概念1定义：力是物体间的定义：力是物体间的相互相互机械作用，这种作用可以机械作用，这种作用可以改变改变 物体的运动状态或使物体发生变形。物体的运动状态或使物体发生变形。2. 力的效应：力的效应： 运动效应运动效应( (外效应外效应) ) 变形效应变形效应( (内效应内效应) )。3. 力的三要素：大小，方向，作用点力的三要素：大小，方向，作用点AF11+2 静力学的基本概念精选ppt4.4.力系：是指作用在物体上的一群力。力系：是指作用在物体上的一群力。 平面汇交

4、（共点）力系平面汇交（共点）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间汇交（共点）力系空间汇交（共点）力系空间平行力系空间平行力系空间力偶系空间力偶系空间任意力系空间任意力系精选ppt在外力的作用下在外力的作用下形状和大小形状和大小都始终保持不变的物体。都始终保持不变的物体。或者在外力的作用下，或者在外力的作用下，任意两点间的距离任意两点间的距离保持不变的物体保持不变的物体三三. .刚体刚体是指物体相对于惯性参考系处于静止或匀速直线运动的状态是指物体相对于惯性参考系处于静止或匀速直线运动的状态平衡力系：若一力系使物体处于平衡状态，我们称这个力系为平衡力系：若一

5、力系使物体处于平衡状态，我们称这个力系为平衡力系平衡力系。二二. .平衡平衡精选ppt121-3 静力学基本公理公理：公理：是人类经过长期实践和经验而得到的结论，它被反复的实践所验证，是无须证明而为人们所公认的结论。 作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是： 这两个力大小相等 | F1 | = | F2 | 方向相反 F1 = F2 作用线共线， 作用于同一个物体上。公理公理1 1 二力平衡公理二力平衡公理精选ppt二力杆：二力杆：只在两个力作用下处于平衡的构只在两个力作用下处于平衡的构件叫件叫二力构件二力构件或二力杆。或二力杆。二力杆二力杆精选ppt在作用于刚体上的任何一个力系上

6、，加上或减去任一平衡力系，在作用于刚体上的任何一个力系上，加上或减去任一平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。并不改变原力系对刚体的作用效应。推论推论1：力的可传性原理。：力的可传性原理。 作用于刚体上的力，可以沿其作用线移至刚体内任意一点，而不改变它对对刚体的作用效应。因此，作用于刚体上的力三要素为：大小，方向，作用线公理公理2 2 加减平衡力系原理加减平衡力系原理精选ppt例如下图中所示的小车，在例如下图中所示的小车，在A点作用力点作用力F和在和在B点点作用力作用力F对小车的作用效果是相同的对小车的作用效果是相同的。 注意注意！力的可传性原理只适力的可传性原理只适用于刚体，而不适用用于

7、刚体，而不适用于变形体于变形体精选ppt 刚体受不平行的三力作用而平衡，则三力作用线必汇交于一点且位于同一平面内。公理公理3 3 力的平行四边形法则力的平行四边形法则 作用于物体上同一点的两个力,可合成为一个合力。合力的作用点仍在该点，合力的大小和方向是以这两个力为边所作的平行四边形的对角线来表示。推论推论2：三力平衡汇交定理：三力平衡汇交定理 21RFFF 精选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 两物体间相互作用的力，总是大小相等、作用线相两物体间相互作用的力，总是大小相等、作用线相同而指向相反、分别作用在这两个物体上同而指向相反、分别作用在这两个物体上F F1

8、1F F3 3F FR12R12F F2 2O O= =证明：证明：C CF F1 1F F2 2F F3 3C CO OB BA A精选ppt公理公理5 5 刚化原理刚化原理柔性体（受拉力平衡）刚化为刚体（仍平衡）反之不一定成立刚体（受压平衡）柔性体（受压不能平衡） 变形体在某一力系作用下处于平衡，若将此变形体刚化为刚体，其平衡状态不变。精选ppt思考只适用于刚体的公理有哪些？二力平衡公理和加减平衡力系公理精选ppt1 14 4 约束和约束反力约束和约束反力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、约束反力约束反力：5 5、主动力：主动力： 能在空间作任意位移

9、的物体。能在空间作任意位移的物体。位移受到某些限制的物体。位移受到某些限制的物体。约束对被约束体的反作用力。约束对被约束体的反作用力。 由周围物体所构成的、限制非自由体由周围物体所构成的、限制非自由体 位移的条件。位移的条件。 约束力以外的力。约束力以外的力。 基本概念：基本概念：精选ppt常见的几种类型的约束常见的几种类型的约束1.柔性体约束柔性体约束（柔索） 由柔软的绳索、链条和胶带构成的约束特点：绳索类 只能承受拉力。约束力方向： 沿绳索的中心线方向背离被约束的物体。约束力: 作用在接触点精选pptA绳索构成的约束精选ppt胶带构成的约束精选ppt链条构成的约束精选ppt约束力 作用在接

10、触点处方向 沿接触处的公法线，指向受力物体2.光滑面约束光滑面约束 (光滑指摩擦不计)精选ppt光滑接触面约束实例光滑接触面约束实例精选ppt光滑接触面约束实例光滑接触面约束实例精选ppt3. 3. 固定铰链约束固定铰链约束精选ppt固定铰链支座固定铰链支座A AB BF FA AB B精选ppt4.4.活动铰链支座活动铰链支座( (辊轴约束辊轴约束）N NN N精选ppt精选ppt光滑圆柱铰链约束实例光滑圆柱铰链约束实例固定铰链支座活动铰链支座精选ppt精选ppt5.轴承轴承约束约束滑动轴承滑动轴承滚动轴承滚动轴承精选ppt滑动轴承的结构及约束反力精选ppt滚动轴承的结构及约束反力向心轴承向

11、心轴承精选ppt止推轴承止推轴承精选ppt精选ppt1 15 5 受力分析和受力图受力分析和受力图画受力图的方法与步骤：画受力图的方法与步骤：1 1、取分离体（研究对象）、取分离体（研究对象）2 2、画出研究对象所受的全部主动力（使物体产生、画出研究对象所受的全部主动力（使物体产生 运动或运动趋势的力）运动或运动趋势的力）3 3、在存在约束的地方，按约束类型逐一画出约束、在存在约束的地方，按约束类型逐一画出约束 反力（研究对象与周围物体的连接关系）反力（研究对象与周围物体的连接关系）精选pptA AP PN NF FT TE E C CG GB BE EP PA AF FD D解：解：(1)

12、(1) 物体物体B B 受两个力作用：受两个力作用：(2) (2) 球球A A 受三个力作用：受三个力作用：(3) (3) 作用于滑轮作用于滑轮C C 的力：的力： C CN NG GT TG GT TG GT TD DQ QB B例题例题1-1 1-1 在图示的平面系统中，匀质球在图示的平面系统中，匀质球A A重为重为P P，借本身重量和，借本身重量和摩擦不计的理想滑轮摩擦不计的理想滑轮C C 和柔绳维持在仰角是和柔绳维持在仰角是 的光滑斜面上，绳的光滑斜面上，绳的一端挂着重为的一端挂着重为Q Q 的物体的物体B B。试分析物体。试分析物体B B、球、球A A 和滑轮和滑轮C C 的受力的受

13、力情况，并分别画出平衡时各物体的受力图。情况，并分别画出平衡时各物体的受力图。精选pptECABFDBCNBNC解：解： 1 1、杆、杆BC BC 所受的力：所受的力：2 2、杆、杆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例题例题1-2 1-2 等腰三角形构架等腰三角形构架ABC ABC 的顶点的顶点A A、B B、C C 都用铰链连都用铰链连接，底边接，底边AC AC 固定，而固定，而AB AB 边的中点边的中点D D 作用有平行于固定边作用有平行于固定边AC AC 的力的力F F，如图，如图113(a)113(a)所示。不计各杆自重，试画出所示。不计各杆自重，试画出AB AB 和和BC BC 的受力图。的受力图。精选ppt例题例题1-41-4精选ppt例题例题1-51-5精选ppt小结小结1 1、理解力、刚体、平衡和约束等重