1、第二章 構(gòu)件的靜力分析,第一節(jié) 力的基本性質(zhì),一、力的定義,4. 力的表示法,5. 力的單位,力是一矢量，用數(shù)學(xué)上的矢量記號(hào)來(lái)表示，如圖。,F, 在國(guó)際單位制中，力的單位是牛頓(N) 1 N= 1公斤米/秒2 （kg m/s2 )。,二、靜力學(xué)的基本公理,要使剛體在兩個(gè)力作用下維持平衡狀態(tài)，必須也只須這兩個(gè)力大小相等、方向相反、沿同一直線作用。 二力構(gòu)件不計(jì)自重只在兩點(diǎn)受力而處于平衡的構(gòu)件。與構(gòu)件形狀無(wú)關(guān)。,公理1(二力平衡公理),討論： 能不能在曲桿的A、B兩點(diǎn)上施加二力，使曲桿處于平衡狀態(tài)。,即，合力為原兩力的矢量和。,公理2(力平行四邊形公理) 作用于物體上任一點(diǎn)的兩個(gè)力可合成為作用于同

2、一點(diǎn)的一個(gè)力，即合力。合力的矢由原兩力的矢為鄰邊而作出的力平行四邊形的對(duì)角矢來(lái)表示。,F1,F2,FR,矢量表達(dá)式：FR= F1+F2,課堂討論： 分析下列哪種表達(dá)式正確？,推論（三力平衡匯交定理）：當(dāng)剛體受三個(gè)力作用而處于平衡時(shí)，若其中兩個(gè)力的作用線匯交于一點(diǎn)，則第三個(gè)力的作用線必交于同一點(diǎn)，且三個(gè)力的作用線在同一平面內(nèi)。如圖所示，、匯交于一點(diǎn)，則通過(guò)點(diǎn)。,公理（作用與反作用公理）： 作用力與反作用力總是同時(shí)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(gè)相互作用的物體上。如圖所示，吊鉤提升一重物，重物對(duì)吊鉤的作用力為，吊鉤通過(guò)拉索對(duì)重物產(chǎn)生一個(gè)反作用力，這兩個(gè)力即為作用力與反作用力

3、，。,討論： 關(guān)于作用力和反作用力，下面說(shuō)法中正確的是： （ ）A、一個(gè)作用力和它的反作用力的合力等于零 B、作用力和反作用力可以是不同性質(zhì)的力 C、作用力和反作用力同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失 D、只有兩個(gè)物體處于相對(duì)靜止時(shí)，它們之間的作用力和反作用力的大小才相等,公理4(加減平衡力系公理),可以在作用于剛體的任何一個(gè)力系上加上或去掉幾個(gè)互成平衡的力，而不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用。,推論 (力在剛體上的可傳性),作用于剛體上的力，其作用點(diǎn)可以沿作用線在該剛體內(nèi)前后任意移動(dòng)，而不改變它對(duì)該剛體的作用。,=,=,F1 = F2 = F,討論： 如圖(a)求分力P1、P2的合力，問(wèn)哪個(gè)圖正確。,討論： 為什么

4、說(shuō)二力平衡條件、加減平衡力系原理和力的可傳性等都只適用于剛體？,討論： 如圖所示，問(wèn)力P能否從AB桿的中點(diǎn)移到BC桿上的中點(diǎn)？,三、約束和約束反力,自由體,非自由體,約束,約束力,主動(dòng)力, 可以任意運(yùn)動(dòng)（獲得任意位移）的物體。, 運(yùn)動(dòng)(位移)受到某些限制的物體。, 約束對(duì)被約束體的作用力。, 由周圍物體所構(gòu)成的、限制非自由體位移的條件。, 約束力以外的力。,1. 基本概念,2、約束類型與約束反力（動(dòng)畫）,光滑接觸面約束（動(dòng)畫）,光滑接觸面約束實(shí)例（動(dòng)畫）,固定鉸鏈支座（動(dòng)畫）,光滑圓柱鉸鏈約束,固定鉸鏈約束反力,F,F,活動(dòng)鉸鏈支座（右側(cè)圖動(dòng)畫）,光滑圓柱鉸鏈約束,F,F,F,固定鉸鏈、活動(dòng)鉸

5、鏈應(yīng)用（動(dòng)畫）,固定鉸鏈、活動(dòng)鉸鏈應(yīng)用（動(dòng)畫）,固定鉸鏈、活動(dòng)鉸鏈應(yīng)用（動(dòng)畫）,光滑球鉸鏈約束實(shí)例（動(dòng)畫）,雙鉸鏈剛桿約束,C,雙鉸鏈剛桿約束,受力圖正確嗎?,C,雙鉸鏈剛桿約束,插入端約束,（動(dòng)畫）,（動(dòng)畫）,四、物體受力分析和受力圖 （1） 取分離體（研究對(duì)象） （2） 畫出研究對(duì)象所受的全部主動(dòng)力（使物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力） （3） 按約束類型畫出約束反力（研究對(duì)象與周圍物體的連接關(guān)系）,例11 在圖示的平面系統(tǒng)中，勻質(zhì)球A重W1，借本身重量和摩擦不計(jì)的理想 滑輪C和柔繩維持在仰角是的光滑斜面上，繩的一端掛著重W2的物體B。 試分析物體B、球A和滑輪C的受力情況，并分別畫出平衡時(shí)各物

6、體的受力圖。,解：,1. 物體B受力圖。,2. 球A受力圖。,3. 滑輪C的受力圖。,例12 如圖所示，重物重G = 20 kN,用鋼絲繩掛在支架的滑輪B上，鋼絲繩的另一端繞在鉸車D上。桿AB與BC鉸接，并以鉸鏈A，C與墻連接。如兩桿與滑輪的自重不計(jì)并忽略摩擦和滑輪的大小，試畫出桿AB和BC以及滑輪B的受力圖。,1.桿AB的受力圖。,解：,2.桿BC 的受力圖。,3. 滑輪B ( 不帶銷釘）的受力圖。,B,C,FB,FC,圖（b）,（c）受力圖正確嗎?,B,D,A,FD,FA,FE,FB,F, 思考題,E,(a),(b),(c),FBy,FC,B,D,A,FD,FAx,FAy,FBx,E,F,FE,FBy ,FBx, 解答,B,A,C,A,D,C,F,FC,FB,F,FA,B,柔繩,圖（b）受力圖正確嗎?, 思考題,(a),(b),B,A,C,F,B,A,C,A,C,C,C,畫出下列各構(gòu)件的受力圖。, 練習(xí)題,畫出桿AB的受力圖。, 練習(xí)題,小結(jié),1、理解力