《機械基礎(chǔ)》概念梳理與常考題選講第2講、理論力學(xué)一、考綱要求1.理解力的概念及基本性質(zhì)。2.能正確對構(gòu)件進行受力分析并畫出受力圖。3.掌握力矩和力偶的簡單計算方法。4.掌握用解析法列平面匯交力系、平面平行力系、平面力偶系和平面任意力系的平衡方程并解之。二、知識梳理一、力的基本性質(zhì)1.靜力學(xué)的基本公理(1)二力平衡公理

作用于剛體上的兩個力，使剛體處于平衡狀態(tài)的充分和必要條件是：兩力大小相等，方向相反，且作用在同一直線上。

二力構(gòu)件：只受兩個力作用而處于平衡狀態(tài)的構(gòu)件。二力構(gòu)件的特點：構(gòu)件的自重不計；構(gòu)件的形狀可以是直桿或曲桿，形狀任意；構(gòu)件上只有兩個受力點，兩個力的方向待定，但必須在兩個受力點的連線上(2)加減平衡力系公理

在已知力系上加上或減去任意平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用效果。(3)力的平行四邊形定則

作用在物體上同一點的兩個力，可以合成一個合力，合力的作用點仍在該點，合力的大小和方向由以兩個力為邊構(gòu)成的平行四邊形的對角線來表示。(4)作用與反作用定律

作用力與反作用力總是同時存在，兩力的大小相等，方向相反，沿著同一直線分別作用在兩個相互作用的物體上。(5)兩個推論

推論1(力的可傳性原理)：作用于剛體上某點的力，可以沿其作用線移到剛體上任意一點，而不會改變該力對剛體的作用效果。

推論2(三力平衡匯交原理)：剛體受不平行的三個力作用而平衡時，這三個力的作用線必在同一個平面內(nèi)且匯交于一點。圖2-2-1

二、平面匯交力系的合成

三、力矩與力偶

7.力的平移定理

若將作用在剛體某點的力，平移到剛體上的另一點，而不改變原力的作用效果，則必須附加一力偶，其力偶矩等于原力對新作用點的矩。1.約束與約束力(1)常見的約束類型

光滑面約束、柔性約束、光滑鉸鏈約束和固定端約束。1)光滑面約束的約束力方向：沿接觸表面公法線并指向受力物體，作用點即接觸點。2)柔性約束的約束力方向：沿繩索背離物體，作用點即柔性體和物體的連接點。3)光滑鉸鏈約束的約束力方向：沿鉸鏈轉(zhuǎn)動中心的徑向。

固定鉸鏈支座的約束力：用過鉸鏈中心的兩個互相垂直的分力表示。

活動鉸鏈支座的約束力：通過鉸鏈中心且垂直于支承面。四、物體的受力分析與受力圖4)固定端約束力：用一個約束力偶和兩個正交的力表示。

以上約束力方向均為假定，若計算結(jié)果為負(fù)值，則說明約束力方向與假定方向相反。2.受力圖繪制1)首先確定研究對象，并畫其輪廓簡圖。2)畫出作用在研究對象上的全部力，先畫主動力，再畫被動力。3)注意二力桿與三力平衡匯交原理的應(yīng)用。1.平面任意力系的平衡方程

五、平面任意力系的平衡計算

三、高考?？碱}選講(一)、判斷題1.合力是矢量，分力仍為矢量。(

)√【解析】力是一個既有大小又有方向的矢量。2.二力桿上的平衡力總是同時存在的，其大小相等，方向相反，沿同一直線分別作用在兩個物體上。(

)×【解析】平衡力必須作用在同一物體上。3.作用在剛體上的力可沿力的作用線移動到剛體內(nèi)任意一點，對剛體的作用效果不變。(

)√【解析】力的可傳性原理。4.力矩和力偶矩都可以使物體轉(zhuǎn)動，它們是沒有區(qū)別的。(

)×【解析】力矩和力偶矩雖然都是力對剛體轉(zhuǎn)動效果的度量，但二者不完全相同：力矩和矩心的選擇有關(guān)，力偶矩和矩心的選擇無關(guān)。力矩是一個力對剛體轉(zhuǎn)動效果的度量，力偶矩則是兩個力對剛體轉(zhuǎn)動效果的度量。5.力偶可以在其作用平面內(nèi)任意移動和轉(zhuǎn)動，而不改變其對同一剛體的作用效果。(

)√【解析】力偶的基本性質(zhì)。6.剛體平面運動中，瞬軸上任意一點的軌跡是圓?！敬鸢浮俊?/p>

【答案】×8.兩物體間的作用力和反作用力總是同時存在，大小相等，方向相反，作用在同一條直線上?！敬鸢浮俊?.已知質(zhì)點的質(zhì)量和作用于質(zhì)點的力，質(zhì)點的運動規(guī)律就完全確定。【答案】×10.已知質(zhì)點的質(zhì)量和作用于質(zhì)點的力，質(zhì)點的運動規(guī)律就完全確定?！敬鸢浮俊?二)、填空題1.作用在剛體上的力可以平行移動到剛體的另一點，力的大小和方向______，但應(yīng)附加一個______，使得新力系和原力等效。不變力偶【解析】力的平移定理。2.平面任意力系平衡方程的三種形式為__________、__________、__________。一力矩式二力矩式三力矩式3.力對點之矩的______描述了該力使物體繞該點轉(zhuǎn)動的趨向。正負(fù)4.摩擦角是描述摩擦力與接觸面法線之間關(guān)系的一個物理量，它等于靜摩擦因數(shù)與________之間的乘積。正壓力5.動量守恒定律表述為：一個系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零，這個系統(tǒng)的________保持不變?？倓恿?.科氏加速度是由于質(zhì)點相對旋轉(zhuǎn)參考系的速度產(chǎn)生的__________而引起的加速度。轉(zhuǎn)動效應(yīng)7.一個物體在平面上的合力矩為零，則該物體在該平面上____________________________。

保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)8.作用在剛體上的力可沿其作用線任意移動，而不改變力對剛體的__________，所以，在靜力學(xué)中，力是______矢量。作用效果滑移9.剛體的平面運動可以簡化為平面圖形在自身平面內(nèi)的運動?？煞纸鉃殡S基點的______和繞基點的______。平動轉(zhuǎn)動10.物體的受力圖是表示研究對象所受的________和__________的簡圖。主動力約束反力(三)、單項選擇題一、選擇題1.下列描述正確的是(

)。BA.作用力和反作用力是平衡力系

B.力是物體間的相互作用C.靜止的物體摩擦力為零

D.桿件壓縮變形時橫截面上會有切應(yīng)力【解析】力是物體間相互的機械作用。2.合力和分力的關(guān)系為(

)。DA.合力一定大于分力

B.合力一定小于分力C.合力一定等于分力

D.根據(jù)實際情況決定【解析】合力有可能小于分力、等于分力、大于分力。

AA.B.

C.D.圖1-2-1【解析】力的平行四邊形定則。圖1-2-24.如圖1-2-2所示，作用在同一平面內(nèi)交于一點的四個力(矢量)構(gòu)成平行四邊形，該剛體在此力系作用下處于(

)。AA.平衡狀態(tài)B.不平衡狀態(tài)，因為可合成為一個合力偶C.不平衡狀態(tài)，因為可合成為一個合力D.不平衡狀態(tài)，因為可合成為一個合力偶和一個合力

5.關(guān)于作用力與反作用力表述不正確的是(

)。DA.總是同時存在，力的性質(zhì)相同

B.大小相等，方向相反C.作用于同一直線

D.可以相互抵消【解析】作用力和反作用力作用在兩個物體上，永遠(yuǎn)無法平衡，不能相互抵

C

7.在下列幾種約束中，約束力方向不能假設(shè)的是(

)。AA.柔體約束

B.固定端約束

C.活動鉸鏈約束

D.固定鉸鏈約束【解析】柔體約束也稱柔性約束，其約束力可預(yù)先確定：作用點在接觸點，方向沿柔體約束本身背離受力物體。8.用力的多邊形定則求合力的方法，適合于(

)。CA.平面任意力系

B.平面平行力系

C.平面匯交力系

D.平面力偶系【解析】應(yīng)用力的多邊形定則求合力，只能適用于平面匯交力系。9.平面平行力系的平衡方程是(

)。D

【解析】平面平行力系的二力矩式。10.下列關(guān)于平面匯交力系的合成結(jié)果的說法中正確的是：(

)

CA.

平面匯交力系的合力方向