1.力的概念

力是物體間相互的機械作用，這種機械作用可以改變物體的運動狀態(tài)或物體的形狀。如圖1-1-1所示，使物體運動狀態(tài)發(fā)生變化稱為力的外效應(yīng)；使物體形狀發(fā)生改變稱為力的內(nèi)效應(yīng)。前者屬于靜力學(xué)的內(nèi)容，而后者屬于材料力學(xué)的內(nèi)容。2.剛體剛體指受外力作用而不變形的物體。實際上，任何物體在外力的作用下都要發(fā)生幾何形狀的改變，但許多情況下，這些微小的變形在研究物體的平衡問題時常常忽略不計。忽略了結(jié)構(gòu)件的變形因素，將物體看作是不變形的剛體，可以使問題的分析及計算得以簡化。靜力學(xué)中所研究的物體均簡化為剛體。3.力系作用于同一物體上的兩個或兩個以上的力稱為力系。各力的作用線在同一平面內(nèi)的力系稱為平面力系，不在同一平面內(nèi)的力系稱為空間力系；各力的作用線能相交于一點的力系稱為匯交力系；各力的作用線相互平行的力系稱為平行力系；各力的作用線既不相交于一點又不相互平行的力系稱為任意力系。如果作用于物體的力系可以用另一力系來代替而且效果相同，那么這兩個力系互稱等效力系。3.平衡與平衡力系當(dāng)物體受到一力系作用而相對于地球靜止或作勻速直線運動時，則認為該物體處于平衡狀態(tài)。作用于該物體上的力系，稱為平衡力系。物體的運動是絕對的，而靜止是相對的。以地球為參照系，物體的平衡狀態(tài)指物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或作勻速直線運動；反之，如果物體是靜止的或作勻速直線運動，則物體處于平衡狀態(tài)。公理一二力平衡公理靜力學(xué)公理是人類在長期生活和生產(chǎn)實踐中積累的經(jīng)驗總結(jié)，經(jīng)過實踐的反復(fù)檢驗證明其是符合客觀實際的，是建立靜力學(xué)理論的基礎(chǔ)。作用在同一剛體上的兩個力，使剛體保持平衡狀態(tài)的充分和必要條件是：這兩個力大小相等、方向相反，且作用在同一條直線上(等值、反向、共線)。二力平衡公理揭示了作用于物體上最簡單的力系平衡時所必需滿足的條件，如圖1-1-2所示。用矢量式表示為：公理二加減平衡力系公理在剛體上已知作用有任意力系時，若再加上或減去任意平衡力系后，并不改變原有力系對剛體的作用效應(yīng)，即與原有力系等效，如圖1-1-4所示。公理三力的平行四邊形法則作用在一個物體上同一點的兩個力，可以合成為作用于該點的一個合力，合力的大小與方向由以這兩個力為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對角線確定，這稱為力的平行四邊形法則，如圖1-1-6所示。公理四作用力與反作用力公理兩個物體間的作用力與反作用力總是大小相等、方向相反，沿著同一直線，但分別作用在兩個物體上。1.柔性體約束及受力分析靜如果物體在任何方向的運動都不受限制，這種物體稱為自由體，而運動受到限制的物體稱為非自由體。限制物體運動的其他物體稱為約束，如：汽車發(fā)動機活塞只能在氣缸內(nèi)作往復(fù)直線運動，活塞為非自由體，氣缸則為活塞的約束。由繩索、鋼絲、鏈條、傳動帶等所形成的約束稱為柔性約束。柔性約束阻礙物體沿柔性體伸長方向運動，但不能阻止物體其他任何方向的運動。所以柔性體本身僅能承受拉力，其約束反力作用于聯(lián)接點，方向沿柔性體而背離物體，如圖1-1-7、圖1-1-8所示。2.光滑接觸面約束及受力分析由兩個互相接觸的物體，若略去摩擦不計，接觸面為理想的光滑面，這類約束限制了物體沿接觸面法線方向的運動，稱為光滑面約束。在光滑面接觸的約束中，約束反力的方向為沿接觸面的公法線并且指向被約束的物體。如圖1-1-9所示為光滑面接觸的約束及受力分析，圖中FN為約束反力。3.光滑鉸鏈約束及受力分析

兩個帶有圓孔的物體，用光滑圓柱形銷釘相連接，受約束的兩個物體都只能繞銷釘軸線轉(zhuǎn)動，稱為圓柱形鉸鏈約束。銷釘對被連接的物體沿垂直于銷釘軸線方向的移動形成約束，不能限制物體繞圓柱銷軸線的轉(zhuǎn)動和平行于圓柱銷軸線的移動，如圖1-1-10所示。【例1-1-1】對如圖1-1-13(a)所示處于靜止?fàn)顟B(tài)的車輛作受力分析。解決靜力學(xué)問題時，首先要明確研究對象，分析它的受力情況，確定哪些是已知的，哪些是未知的，作出受力分析圖，然后建立相應(yīng)的平衡方程進行計算。【例1-1-2】對圖1-1-15(a)所示的活塞連桿機構(gòu)(在發(fā)動機作功沖程時)作受力分析(假設(shè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài))，繪制受力圖?！纠?-1