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1、I. I. 静力学静力学1. 1. 基本概念基本概念2. 2. 基本公理基本公理3. 3. 约束与约束力约束与约束力4. 4. 物体的受力分析物体的受力分析第一章第一章 静力学公理和物体的受力分析静力学公理和物体的受力分析 引引 言言 静力学研究物体在力系力系作用下的平衡平衡规律。 力系作用于物体上的若干个力。 力系分类： 按力的作用线分布分：平面力系和空间力系； 平衡物体的运动状态不变。它包括静止和匀速直线运动。 按力的作用线关系分：汇交力系、平行力系和任 意力系。 若作用于物体上的力系使物体保持平衡，则该力系称为平衡力系。此时力系所满足的条件称平衡条件平衡条件。 静力学所研究的基本问题：
2、力系的简化；力系的简化； 力系的平衡条件及其应用力系的平衡条件及其应用。 基基 本本 概概 念念1）力）力 物体间的机械作用物体间的机械作用。 三要素三要素: : 大小、方向、作用点大小、方向、作用点 作用效应作用效应: : 运动效应和变形效应运动效应和变形效应 力的大小力的大小: 表示物体间相互机械作用的强弱程度。单位：牛顿表示物体间相互机械作用的强弱程度。单位：牛顿（N）或千牛顿（）或千牛顿（KN）。）。 力的方向力的方向: 表示力的作用线在空间的方位和指向。表示力的作用线在空间的方位和指向。 力的作用点力的作用点: 表示力的作用位置表示力的作用位置体积分布力，面分布力，线分布力，点分布力
3、。大小、方向、作用点大小、方向、作用点-定位矢量定位矢量矢量表示2)2)刚体刚体 受力后不发生任何变形的物体（受力后不发生任何变形的物体（任意两点的距离保持不变）；任意两点的距离保持不变）； 物体的理想化；物体的理想化；1-1 1-1 静力学公理静力学公理公理公理公理公理1 1 1 1 二力合成的二力合成的平行四边形法则平行四边形法则力的三角形法则（首尾相连）力的三角形法则（首尾相连）作用在同一点的两个力可合成为一个合力，其作用点不变，大小和作用在同一点的两个力可合成为一个合力，其作用点不变，大小和方向由平行四边形的对角线确定。方向由平行四边形的对角线确定。二力平衡的充要条件是二力平衡的充要条
4、件是: : 等值、反向、共线。等值、反向、共线。像这种受两力而平衡的构件, 称为二力构件二力构件(二二力杆力杆)公理公理2 2：二力平衡条件：二力平衡条件公理公理公理公理3 3 3 3 力的加减平衡原理力的加减平衡原理在原有力系上加上或减去任意平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。公理公理公理公理3 3 3 3 力的加减平衡原理力的加减平衡原理在原有力系上加上或减去任意平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。推论推论推论推论1 1：力的可传性力的可传性 力可沿其作用线在刚体内任意移动。=F F1 1 = = F F2 2 = = F FF FABF FABF F2 2F F1 1F F1
5、 1AB推论推论推论推论2 2：三力平衡汇交原理三力平衡汇交原理若刚体上三个力平衡且其中两力汇交于一点，则第三力必在前两个力所若刚体上三个力平衡且其中两力汇交于一点，则第三力必在前两个力所在平面内，并且它的作用线必定过这个汇交点。在平面内，并且它的作用线必定过这个汇交点。F F1 1F F2 2F F3 3A3AA2A1=F FF F1 1F F2 2AF F3 3公理公理公理公理4 4 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之间的相互作用力总是大小相等、方向相反，沿同一直线，分别作用在两个物体上。同时存在、成对出现公理公理公理公理5 5 5 5 刚化原理刚化原理若将处于平衡状
6、态的变形体刚化为刚体，则平衡状态保持不变。 1-2 约束与约束力约束与约束力1 基本概念基本概念自由体自由体: 位移不受限制的物体。非自由体非自由体: 位移受到限制的物体。约束约束: 对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体。约束力约束力: 约束对被约束物体的作用力被动力。主动力：主动力： 除约束力外，非自由体上所受到的所有促使物体运动或有 运动趋的力，称为主动力。约束力三要素约束力三要素: 大小大小: 未知 方向方向: 与物体运动趋势或运动方向相反 作用点作用点: 在相互接触处；1 1、光滑接触面约束、光滑接触面约束、光滑接触面约束、光滑接触面约束两物体直接光滑接触，不计接触处磨擦而构 成的约束。约束力约束力沿过接触点的公法线而指向被约束物体。2 常见约束常见约束2、柔性约束、柔性约束绳索、链条、皮带：柔软不可伸长、不计重量的柔 性连接物体构成的约束。3、向心轴承、向心轴承ABF F4、光滑铰链约束、光滑铰链约束（1）中间铰）中间铰a) 圆柱铰链约束圆柱铰链约束（2）固定铰支座）固定铰支座（3） 可动铰链支座（辊轴支座可动铰链支座（辊轴支座）b) 球铰链约束球铰链约束5、止推轴承、止推轴承
