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1、力力 系系作用于同一物体或物体系作用于同一物体或物体系 上的一群力。上的一群力。 等效力系等效力系若两个力系分别作用于同一刚体，其运动效应若两个力系分别作用于同一刚体，其运动效应相同，则这两个力系称为等效力系。相同，则这两个力系称为等效力系。合合 力力在特殊情况下，能和一个力系等效的一个力。在特殊情况下，能和一个力系等效的一个力。运动等效运动等效合成合成分解分解A 、 、 称为分力，称为分力， 称为合力称为合力A静力学基本概念与物体受力分析静力学基本概念与物体受力分析江苏工业学院机械系力学教研室江苏工业学院机械系力学教研室8/17/2024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
2、衡的力系。平衡平衡平衡是物体机械运动的特殊形式，是指物体相对地平衡是物体机械运动的特殊形式，是指物体相对地球处于静止或匀速直线运动状态。球处于静止或匀速直线运动状态。平衡条件平衡条件 要使物体保持平衡，作用于物体上的力系必须满足一定要使物体保持平衡，作用于物体上的力系必须满足一定的条件，该条件称为力系的的条件，该条件称为力系的平衡条件平衡条件。应用应用 静力学在工程技术中有广泛的应用，如房屋结构、桥静力学在工程技术中有广泛的应用，如房屋结构、桥梁、水坝以及机械零件的设计计算，一般须先对它们进行受梁、水坝以及机械零件的设计计算，一般须先对它们进行受力分析，并应用力系的平衡条件求出未知力，然后再进
3、行有力分析，并应用力系的平衡条件求出未知力，然后再进行有关的强度、刚度和稳定性的分析。关的强度、刚度和稳定性的分析。 静力学也是学习动力学和后续课程的基础。静力学也是学习动力学和后续课程的基础。静力学基本概念与物体受力分析静力学基本概念与物体受力分析江苏工业学院机械系力学教研室江苏工业学院机械系力学教研室8/17/2024 如如图图所所示示，重重物物重重G = 20 kN, ,用用钢钢丝丝绳绳挂挂在在支支架架的的滑滑轮轮B上上，钢钢丝丝绳绳的的另另一一端端绕绕在在铰铰车车D上上。杆杆AB与与BC铰铰接接，并并以以铰铰链链A，C与与墙墙连连接接。如如两两杆杆与与滑滑轮轮的的自自重重不不计计并并忽
4、忽略略摩摩擦擦和和滑滑轮轮的的大大小小，试试画画出出杆杆AB和和BC以及以及滑轮滑轮B的受力图。的受力图。ABDC补充例题补充例题1 18/17/20241.1.杆杆AB的受力图。的受力图。解：解：2.2.杆杆BC 的受力图。的受力图。ABBCAB为二力杆为二力杆（不带销钉（不带销钉B）。）。BC也为二力杆也为二力杆（不带销钉（不带销钉B） 。ABDC8/17/2024B 3. 滑轮滑轮B ( 不带销钉不带销钉) 和销钉的受力图。和销钉的受力图。 4. 滑轮滑轮B ( 带带销钉销钉)的受力图。的受力图。ABDCBABBCBB错误画法错误画法江苏工业学院机械系力学教研室江苏工业学院机械系力学教研
5、室8/17/2024 如如图图所所示示平平面面构构架架，由由杆杆AB ， DE及及DB铰铰接接而而成成。钢钢绳绳一一端端拴拴在在K处处，另另一一端端绕绕过过定定滑滑轮轮和和动动滑滑轮轮后后拴拴在在销销钉钉B上上。重重物物的的重重量量为为G，各各杆杆和和滑滑轮轮的的自自重重不不计计。(1)试试分分别别画画出出各各杆杆,各各滑滑轮轮，销销钉钉B以以及及整整个个系系统统的的受受力力图图；(2)画画出出销销钉钉B与与滑滑轮轮一一起起的的受受力力图图；(3)画画出出杆杆AB ,滑滑轮轮,钢钢绳绳和和重重物物作作为为一一个个系系统统时的受力图。时的受力图。 DKCABE补充例题补充例题2 28/17/20
6、24 1. 杆杆BD（B处处不带销钉）不带销钉）的受力图。的受力图。DB解：解：杆杆BD为二力杆。为二力杆。DKCABE8/17/2024ACB 2. 杆杆AB（B处仍不带销钉）处仍不带销钉） 的受力图。的受力图。DKCABE8/17/2024ECKD3. 杆杆DE的受力图。的受力图。DBACBDKCABE8/17/2024B5. 轮轮的受力图。的受力图。DKCABE8/17/2024 6. 销钉销钉B的受力图。的受力图。BDBACBBDKCABE8/17/2024 7. 整体的受力图。整体的受力图。DKCABEDKCABE8/17/2024 8. 销钉销钉B与滑轮与滑轮 一起的受力图一起的受
7、力图。BDKCABE8/17/2024CAB9. 杆杆AB，滑轮滑轮， 以及重物、钢绳以及重物、钢绳（包括销钉（包括销钉B）一起的受力图。一起的受力图。DKCABE江苏工业学院机械系力学教研室江苏工业学院机械系力学教研室8/17/2024 重重为为G = 980 N的的重重物物悬悬挂挂在在滑滑轮轮支支架架系系统统上上，如如图图所所示示。设设滑滑轮轮的的中中心心B与与支支架架ABC相相连连接接，AB为为直直杆杆，BC为为曲曲杆杆，B为为销销钉钉。若若不不计计滑滑轮轮与与支支架架的的自自重重，画画出出各构件的受力图各构件的受力图。 ABCDEFIH0.6 m0.8 mM补充例题补充例题3 38/1
8、7/2024AB解： 1. 杆杆 AB（二力杆）二力杆） 的受力图。的受力图。 2. 杆杆 BC （也为二力杆）的受力图。也为二力杆）的受力图。BCABCDEFIH0.6 m0.8 mMJJ3.杆杆J（二力杆）的受力图二力杆）的受力图8/17/2024B3. 轮轮 B (B处不带销钉）的受力图。处不带销钉）的受力图。 4. 销钉销钉 B 的受力图。的受力图。BFHBCABABCDEFIH0.6 m0.8 mM8/17/20245. 轮轮 D 的受力图。的受力图。 6. 轮轮 I 的受力图。的受力图。IDEMABCDEFIH0.6 m0.8 mMJ江苏工业学院机械系力学教研室江苏工业学院机械系力
9、学教研室8/17/2024MABCDEFH杆杆AB有一滑槽，杆有一滑槽，杆CD 中部有一固定于杆中部有一固定于杆CD上的销钉上的销钉F，销钉可在销钉可在滑槽中滑动，滑槽中滑动，A，C为为铰链，铰链，HB为柔绳，为柔绳，E端端为固支端，为固支端，D处作用了处作用了主动力偶主动力偶M，试分析系试分析系统受力，画出受力图。统受力，画出受力图。补充例题补充例题4 48/17/2024解：解： 1.杆杆AB（带（带销钉销钉A）的的 受力图。受力图。ABFMABCDEFH8/17/20242.杆杆CD（带销钉带销钉C，F） 的受力图的受力图MFCDMABCDEFH8/17/20243.杆杆CE的受力图的受
10、力图ECAMEMABCDEFH江苏工业学院机械系力学教研室江苏工业学院机械系力学教研室8/17/2024OABCD圆盘与顶杆，顶杆圆盘与顶杆，顶杆CD可在水平滑槽可在水平滑槽中滑动，试分析各中滑动，试分析各部分的受力，并画部分的受力，并画出受力图。出受力图。补充例题补充例题5 58/17/2024解：解：1.圆盘的受力图圆盘的受力图AOBCOABCD8/17/2024CD2.杆杆CD的受力图的受力图OABCD江苏工业学院机械系力学教研室江苏工业学院机械系力学教研室8/17/2024A AP PF FNFNFF FTETE C CG GB BE EP PA AF FD D解：解：(1) (1)
11、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 CF FNGNGF FTGTGF FTGTGF FTDTDQ QB B例题例题 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，借本身重量和摩擦借本身重量和摩擦不计的理想滑轮不计的理想滑轮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，绳的一的光滑斜面上，绳的一端挂着重为端挂着重为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 的受力情况，的受力情况，并分别
12、画出平衡时各物体的受力图。并分别画出平衡时各物体的受力图。补充例题补充例题6 6江苏工业学院机械系力学教研室江苏工业学院机械系力学教研室8/17/2024ECABFDBCFBFC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：BDAFFAxFAyFBBAFDFAHFB例题例题 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 都用铰链连接，都用铰链连接，底边底边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
13、的的力力F F，如图如图1 113(a)13(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 的受的受力图。力图。补充例题补充例题7 7江苏工业学院机械系力学教研室江苏工业学院机械系力学教研室8/17/2024例例题题1-3 1-3 如如图图所所示示压压榨榨机机中中，杆杆AB AB 和和BC BC 的的长长度度相相等等，自自重重忽忽略略不不计计。A A ，B B，C C ，E E 处处为为铰铰链链连连接接。已已知知活活塞塞D D上上受受到到油油缸缸内内的的总总压压力力为为F F = = 3kN3kN，h h = = 200 200 mmmm，l =1500
14、=1500 mmmm。试试画画出出杆杆AB AB ，活活塞塞和和连连杆杆以以及及压压块块C C 的受力图的受力图。D DEABCllh补充例题补充例题8 88/17/2024FABA解：解：1.1.杆杆AB 的受力图。的受力图。 2. . 活塞和连杆的受力图。活塞和连杆的受力图。3. . 压块压块 C 的受力图。的受力图。CBxyFCxFCyFCByxFFBCFABDEABCllh江苏工业学院机械系力学教研室江苏工业学院机械系力学教研室8/17/2024方法方法1 1 A A处为固定铰链支座，解除约处为固定铰链支座，解除约束后，有一个方向未知的约束力，束后，有一个方向未知的约束力，这一约束力可
15、以分解为水平和铅这一约束力可以分解为水平和铅垂方向的两个分力垂方向的两个分力F FAxAx F FAyAy ； B B处为辊轴支座，其约束力处为辊轴支座，其约束力F FB B的作用线垂直于支承面。的作用线垂直于支承面。8/17/2024方法方法2 2应用三力汇交的平衡原理：应用三力汇交的平衡原理： 刚体刚体ADCBADCB在在A A处的一个方向未处的一个方向未知的约束力知的约束力F FA A、 B B处的一个方向处的一个方向已知的约束力已知的约束力F FB B、主动力主动力F F作用作用下处于平衡，因而三个力的作用下处于平衡，因而三个力的作用线必然汇交于一点线必然汇交于一点C C。8/17/2
16、024方法方法1 1 A A处为固定铰链支座，解除约处为固定铰链支座，解除约束后，有一个方向未知的约束力，束后，有一个方向未知的约束力，这一约束力可以分解为水平和铅这一约束力可以分解为水平和铅垂方向的两个分力垂方向的两个分力F FAxAx F FAyAy ； B B处为辊轴支座，其约束力处为辊轴支座，其约束力F FB B的作用线垂直于支承面。的作用线垂直于支承面。8/17/2024方法方法2 2应用三力汇交的平衡原理：应用三力汇交的平衡原理： 刚体刚体ACBACB在在A A处的一个方向未知处的一个方向未知的约束力的约束力F FA A、 B B处的一个方向已处的一个方向已知的约束力知的约束力F
17、FB B、主动力主动力F F作用下作用下处于平衡，因而三个力的作用线处于平衡，因而三个力的作用线必然汇交于一点必然汇交于一点B B。8/17/2024常见错误分析常见错误分析FA能能平衡吗？平衡吗？ 一定要根据约束的一定要根据约束的性质分析约束力！性质分析约束力！ 一定要应用平衡的一定要应用平衡的概念检验结果的正确概念检验结果的正确性。性。8/17/2024 本例要确定棘轮的受力。棘轮在本例要确定棘轮的受力。棘轮在A A处的一个方向未知的约束力处的一个方向未知的约束力F FA A、 O O处的一个方向已知的约束力处的一个方向已知的约束力F FO O、主动力主动力WW作用下处于平衡。由于作用下处
18、于平衡。由于F FA A、 F FO O的作用线都不能确定，所以不能的作用线都不能确定，所以不能应用三力汇交的平衡原理应用三力汇交的平衡原理。 但是，构件但是，构件O O1 1A A在在O O1 1、A A二处各有二处各有一一个方向未知的约束力，根据二力平衡个方向未知的约束力，根据二力平衡原理，为了保持构件原理，为了保持构件O O1 1A A 平衡这两个平衡这两个力的作用线必须沿着力的作用线必须沿着O O1 1、A A 的连线方的连线方向向。8/17/2024 但是，构件但是，构件O O1 1A A在在O O1 1A A二处各有二处各有一个一个方向未知的约束力，根据二力平衡原方向未知的约束力，
19、根据二力平衡原理，为了保持构件理，为了保持构件O O1 1A A 平衡这两个力平衡这两个力的作用线必须沿着的作用线必须沿着O O1 1、A A 的连线方向的连线方向。O1A 分析了构件分析了构件O O1 1A A的受力后，根据作的受力后，根据作用与反作用定律即确定棘轮上用与反作用定律即确定棘轮上A A 处的处的约束力约束力F F A A的的方向方向。FAFO18/17/2024 因为因为C C、D D、E E三处均为铰链约三处均为铰链约束，所以这三处都有一个方向未束，所以这三处都有一个方向未知的约束力。知的约束力。 对于对于DEDE杆，杆，D D、E E中间没有外中间没有外力作用，所以是二力杆
20、，于是可力作用，所以是二力杆，于是可以画出其受力图以画出其受力图 。 对于对于CECE杆，杆，C C、E E二处虽然是铰二处虽然是铰链约束，但链约束，但C C、E E之间有外力之间有外力F F作作用，所以不是二力杆。用，所以不是二力杆。 作用在作用在CECE杆的杆的C C、E E二处约束力，二处约束力，方向可以根据三力平衡汇交确定。方向可以根据三力平衡汇交确定。8/17/2024 这里，要注意这里，要注意DEDE杆与杆与CECE杆在杆在E E处的受力处的受力F FE E和和F F E E互为互为作作用与反作用。用与反作用。8/17/2024 对于对于CDCD杆，杆，D D、C C二处的受力，可
21、以，所以根据二处的受力，可以，所以根据CECE和和DEDE杆杆在在C C、D D二处的受力以及作用与反作用原理确定。二处的受力以及作用与反作用原理确定。B B处为滑动轴处为滑动轴承，其约束力承，其约束力F FB B垂直于垂直于CDCD的轴线方向，即水平方向，的轴线方向，即水平方向，A A处为止处为止推轴承，该处除了水平约束力推轴承，该处除了水平约束力F FAxAx外，还有铅垂方向的约束力外，还有铅垂方向的约束力F FAyAy 。于是可以画出其受力图于是可以画出其受力图 。8/17/2024首先判断有没有二力杆；首先判断有没有二力杆；然后判断有没有三力汇交；然后判断有没有三力汇交；注意：注意： 根据约束性质确定约束力根据约束性质确定约束力 正确应用作用与反作用原理正确应用作用与反作用原理8/17/2024思考问题思考问题C 如果将如果将C C处的销钉作为隔离处的销钉作为隔离体，体，ACAC和和BCBC杆在杆在C C处的约束力处的约束力是不是作用与反作用关系。是不是作用与反作用关系。8/17/20248/17/2024
