1-3受力分析与受力图

1、2021/8/611-3 物体的受力分析与受力图物体的受力分析与受力图1 1、掌握受力图的画法和步骤、掌握受力图的画法和步骤2 2、会画物体的受力图、会画物体的受力图2021/8/62 1 1）确定研究对象）确定研究对象 2 2）确定研究对象上所受的力（受力分析）确定研究对象上所受的力（受力分析） 分离体：分离体：解除约束后的自由物体。解除约束后的自由物体。 研究对象往往为非自由体，为了清楚地表示研究对象往往为非自由体，为了清楚地表示物体的受力情况，需要把所研究的物体从与它物体的受力情况，需要把所研究的物体从与它周围相联系的物体中分离出来，单独画出该物周围相联系的物体中分离出来，单独画出该物体

2、的轮廓简图，使之成为体的轮廓简图，使之成为分离体分离体。静力分析要解决的两个问题：静力分析要解决的两个问题：2021/8/63 受力分析的步骤受力分析的步骤 1 1、确定研究对象，取分离体；、确定研究对象，取分离体；2 2、先画主动力，明确研究对象所受周围的约、先画主动力，明确研究对象所受周围的约束，进一步明确约束类型，解除约束画相应束，进一步明确约束类型，解除约束画相应的反力的反力. .3 3、必要时需用二力平衡共线、三力平衡汇交、必要时需用二力平衡共线、三力平衡汇交等条件确定某些反力的指向或作用线的方位。等条件确定某些反力的指向或作用线的方位。2021/8/64注意：注意：（1 1）受力图

3、只画研究对象的简图和所受的全部力；）受力图只画研究对象的简图和所受的全部力；（2 2）每画一力都要有依据，不多不漏；）每画一力都要有依据，不多不漏；（3 3）不要画错力的方向，反力要和约束性质相符，）不要画错力的方向，反力要和约束性质相符，物体间的相互约束力要符合作用与反作用公理。物体间的相互约束力要符合作用与反作用公理。2021/8/65GADBFTFN一重为一重为G的球体的球体A，用绳子，用绳子BC系在光滑的铅垂墙壁上，系在光滑的铅垂墙壁上，试画出球体试画出球体A的受力图。的受力图。GADBC例例 12021/8/66例例2 2 画画ABAB杆的受力图杆的受力图o重量为重量为G的均质杆的均

4、质杆AB，其，其B端靠在光滑铅垂墙的端靠在光滑铅垂墙的顶角处，顶角处，A端放在光滑的水平面上，在点端放在光滑的水平面上，在点D处用处用一水平绳索拉住，试画出杆一水平绳索拉住，试画出杆AB的受力图。的受力图。FBFAFDG2021/8/67例例3 3 画画ABAB梁的受力图梁的受力图FAyFAxFBG2021/8/68例例4 4 作小车的受力图作小车的受力图 CABa2021/8/69取分离体取分离体去掉周围的一切联系去掉周围的一切联系CAB2021/8/610画主动力画主动力 CAB主动力主动力是那些主动作用在对象上的力。图中的G2021/8/611画约束反力画约束反力CABNANB根据约束反

5、力根据约束反力的类型画约束的类型画约束反力。反力。2021/8/612CABaCAB比较CABCABNANB2021/8/613例例5 5 水平梁的受力图水平梁的受力图ABCP不考虑自重2021/8/614分离体与主动力ABCP2021/8/615约束反力ABCPYAXANB A端为固定铰支座B端为活动铰支座2021/8/616确定约束反力的方向ABCPYAXANA三力汇交原理确定NA2021/8/617CPYAXANABNBABCPYAXANBABCP比较比较2021/8/618o研究对象的选取既可以是单个物体也可以是几个研究对象的选取既可以是单个物体也可以是几个物体组成的系统（物系）物体组

6、成的系统（物系）o内力与外力内力与外力 如果所取的分离体是由某几个物体组成的物体系如果所取的分离体是由某几个物体组成的物体系统时，要注意分清统时，要注意分清“内力内力”和和“外力外力”: :o外力外力系统以外物体对物体系统的作用力系统以外物体对物体系统的作用力o内力内力系统内物体间相互作用的力系统内物体间相互作用的力o注意：注意：取物体系统为研究对象画受力图时，取物体系统为研究对象画受力图时，只画外力，而不画内力。只画外力，而不画内力。2021/8/619例例6 6 画受力图画受力图FGGFFTFTFYFX2021/8/620例例7 7 画球和杆的受力图画球和杆的受力图ABDABGODGOPF

7、TFDFAFEFD2021/8/621例例7 7 画球和杆的受力图画球和杆的受力图ABGOC2021/8/622例例8 8o折梯如图所示，折梯如图所示，C C处处为光滑铰链，为光滑铰链，D D，E E两两点用水平绳连接，地点用水平绳连接，地面光滑，面光滑，K K点作用一点作用一铅直力铅直力F F，自重为，自重为G G，试分别画出左，右两试分别画出左，右两部分受力图。部分受力图。 2021/8/623 解：解：1. 1. 分别取左，右两部分为研究对象，并将其单分别取左，右两部分为研究对象，并将其单独画出；独画出；2. 2. 画出主动力：画出主动力：F F，G G 3.3.画约束反力：画约束反力：

8、A A，B B处为光滑接触，处为光滑接触，F FA A，F FB B铅直向上；铅直向上；D D，E E处为绳约束，处为绳约束，F FTDTD，F FTETE 水平受拉；水平受拉；C C处为光滑铰链，用处为光滑铰链，用F FC C表示，或用两正交分表示，或用两正交分力力F FCXCX，F FCYCY表示，如图所示：表示，如图所示：FAFTFT FCYFCXFCXFCY FBG/2G/2F2021/8/624不计自重的梯子放在光不计自重的梯子放在光滑水平地面上，画出绳滑水平地面上，画出绳子、梯子左右两部分与子、梯子左右两部分与整个系统受力图。图整个系统受力图。图(a)解：解：绳子受力图如图（绳子受

9、力图如图（b）所示）所示2021/8/625梯子左边部分受力图如图梯子左边部分受力图如图（c）所示）所示梯子右边部分受力图如图梯子右边部分受力图如图（d）所示）所示AHBDFAxFDFFAyFB(C)（d）ECAFAxFAyFEFC2021/8/626整体受力图如图（整体受力图如图（e e）所示）所示提问：左右两部分梯子在提问：左右两部分梯子在A处，绳子对左右两处，绳子对左右两部分梯子均有力作用，为什么在整体受力图没部分梯子均有力作用，为什么在整体受力图没有画出？有画出？2021/8/627例例9 9 如图所示，重为如图所示，重为G 的杆的杆 AB 在光滑的槽内，在光滑的槽内，B 端与端与绕过

10、定滑轮绕过定滑轮O悬挂重物悬挂重物E的绳索连接。试作各物体的受的绳索连接。试作各物体的受力图。力图。(a)OFNTEFG(c)AFNTBFGKFN(d)BFT2021/8/628物系受力图物系受力图o物体系统中每个物体的受力分析方法和单个物体系统中每个物体的受力分析方法和单个物体分析方法相同，但应物体分析方法相同，但应注意以下几点：注意以下几点：n物系受力分析时往往需要画整体受力图物系受力分析时往往需要画整体受力图n画单个物体受力图时，注意作用与反作用画单个物体受力图时，注意作用与反作用力的关系。力的关系。n注意判断二力构件（二力杆）。二力构件注意判断二力构件（二力杆）。二力构件一般不作为单个

11、物体画独立受力图。一般不作为单个物体画独立受力图。2021/8/6292021/8/630 例例10 10 如图所示结构，画如图所示结构，画ADAD、BCBC的受力图。的受力图。ABCDFBCBFCFFADCCFAxFAyFFADCCFAF2021/8/631 例例11 11 如图所示结构，画如图所示结构，画ACAC、BCBC及整体的受力图。及整体的受力图。BCPACBBRCRACPCRARACPCRAXAYCPABBRARBCPABRAXAY2021/8/632注意，若将个体受力图组装到一起，应当得到与整体注意，若将个体受力图组装到一起，应当得到与整体受力图相同的结果。受力图相同的结果。AMBCFBCAMBCF2021/8/633例例13 13 画出画出ACAC、CDCD及整体的受力图及整体的受力图FP2ABCDFP1FDFP1FCYFCXCDFBFP2FAYFAXFCXFCYCABFDDFP1FBCFP2FAYFAXA2021/8/634例例14 画指定物体的受力图画指定物体的受力图:杆杆AD、CBCABDFCBFCFBFAYFAXAFBFDB2021/8/635FBCA C练习练习 1 画出画出AC、BC和整体的受力图和整体的受力图FA BCNA NC NC XB YB FA CBXB NA YB 2021/