1、1,第一章 靜力學,2,1-3 約束與約束反力 1-4 物體的受力分析和受力圖,第一章 靜力學基礎和物體的受力分析,目錄,3,1-3 約束與約束反力 1-4 物體的受力分析和受力圖,第一章 靜力學基礎和物體的受力分析,目錄,4,物體受力分析和受力圖。 教學要求： 1、 掌握物體和簡單物體系統(tǒng)受力分析。 重點：物體的受力分析 難點：物體的受力分析，基本性質(zhì)、概念的具體應用。 學時安排：2,教學內(nèi)容：,5,約束反力：約束給被約束物體的力叫約束反力。,一、概念,自由體：位移不受限制的物體叫自由體。,非自由體：位移受限制的物體叫非自由體。,約束：對非自由體的某些位移預先施加的限制條件稱為約束。 （這里

2、，約束是名詞，而不是動詞的約束。）,2-4 約束與約束反力,6,大小常常是未知的； 方向總是與約束限制的物體的位移方向相反； 作用點在物體與約束相接觸的那一點。,約束反力特點：,G,7,繩索類只能受拉，所以它們的約束反力是作用在接觸點，方向沿繩索背離物體。,二、約束類型和確定約束反力方向的方法：,1.由柔軟的繩索、鏈條或皮帶構成的約束,8,約束反力作用在接觸點處，方向沿公法線，指向受力物體,2.光滑接觸面的約束 (光滑指摩擦不計),P,P,9,3.光滑圓柱鉸鏈約束,圓柱鉸鏈,10,A,A,11,固定鉸支座,12,固定鉸支座,13,滑槽與銷釘 （雙面約束）,14,15,活動鉸支座（輥軸支座）,N

3、的實際方向也可以向下,16,活動鉸支座（輥軸支座）,定向支座、固定端支座等見緒論,17,一、受力分析 解決力學問題時，首先要選定需要進行研究的物體，即選擇研究對象；然后根據(jù)已知條件，約束類型并結(jié)合基本概念和公理分析它的受力情況，這個過程稱為物體的受力分析。 作用在物體上的力有：一類是:主動力,如重力,風力,氣體 壓力等。 二類是：被動力，即約束反力。 脫離體：把需要研究的圖形從周圍的物體中分離出來，單獨畫出的簡圖。 受力圖：表示施力物體對研究對象的作用力（主動力和反力）的簡明圖形。,2-5 物體的受力分析和受力圖,18,畫物體受力圖主要步驟為：選研究對象；取分離體； 畫上主動力；畫出約束反力。

4、,二、受力圖,例1,XA,YA,ND,NE,NB,ND,19,例2 畫出下列各構件的受力圖,20,21,22,例3 畫出下列各構件的受力圖,說明：三力平衡必匯交當三力平行時，在無限遠處匯交，它是一種特殊情況。,23,例4 尖點問題,應去掉約束,應去掉約束,24,例5 畫出下列各構件的受力圖,25,三、畫受力圖應注意的問題,除重力、電磁力外，物體之間只有通過接觸才有相互機械作用力，要分清研究對象（受力體）都與周圍哪些物體（施力體）相接觸，接觸處必有力，力的方向由約束類型而定。,2、不要多畫力,要注意力是物體之間的相互機械作用。因此對于受力體所受的每一個力，都應能明確地指出它是哪一個施力體施加的。

5、,1、不要漏畫力,26,約束反力的方向必須嚴格地按照約束的類型來畫，不能單憑直觀或根據(jù)主動力的方向來簡單推想。在分析兩物體之間的作用力與反作用力時，要注意，作用力的方向一旦確定，反作用力的方向一定要與之相反，不要把箭頭方向畫錯。,即受力圖一定要畫在分離體上。,4、受力圖上不能再帶約束。,27,一個力，屬于外力還是內(nèi)力，因研究對象的不同，有可能不同。當物體系統(tǒng)拆開來分析時，原系統(tǒng)的部分內(nèi)力，就成為新研究對象的外力。,對于某一處的約束反力的方向一旦設定，在整體、局部或單個物體的受力圖上要與之保持一致。,5、受力圖上只畫外力，不畫內(nèi)力。,6 、同一系統(tǒng)各研究對象的受力圖必須整體與局部一致，相 互協(xié)調(diào)

6、，不能相互矛盾。,7 、正確判斷二力構件。,28,1-3 約束與約束反力 1-4 物體的受力分析和受力圖,第一章 靜力學基礎和物體的受力分析,習題練習,29,在圖示的平面系統(tǒng)中，勻質(zhì)球A重G1，借本身重量和摩擦不計的理想滑輪C和柔繩維持在仰角是的光滑斜面上，繩的一端掛著重G2的物塊B。試分析物塊B,球A和滑輪C的受力情況，并分別畫出平衡時各物體的受力圖。,例題1,30,解：,1.物塊B的受力圖,G2,FD,E,F,G1,FF,FE,2. 球A的受力圖,FC,FH,FG,I,G,H,3.滑輪C的受力圖,31,例題2,等腰三角形構架ABC的頂點 A，B，C都用鉸鏈連接，底邊AC固定，而AB邊的中點

7、D作用有平行于固定邊AC的力F，如圖所示。不計各桿自重，試畫出桿AB 和BC 的受力圖。,32,2. 桿 AB 的受力圖,H,解：,1. 桿 BC 的受力圖。,33,例題3,用力F 拉動碾子以軋平路面,重為G的碾子受到一石塊的阻礙，如圖所示。試畫出碾子的受力圖。,34,例題4,如圖所示，水平梁AB用斜杠支撐，A ，C ，D三處均為光滑鉸鏈連接。勻質(zhì)梁重G1 ，其上放一重為G2 的電動機。如不計桿CD的自重，試分別畫出桿CD和梁AB（包括電機）的受力圖。,35,1. 斜桿 CD 的受力圖。,解：,2. 梁 AB（包括電動機）的受力圖,36,例題6,如圖所示，梯子的兩部分AB和AC在A點鉸接，又在

8、D ，E兩點用水平繩連接。梯子放在光滑水平面上，若其自重不計，但在AB的中點處作用一鉛直載荷F。試分別畫出梯子的AB，AC部分以及整個系統(tǒng)的受力圖。,37,1.梯子 AB 部分的受力圖,解：,FAy,F,FAx,FB,38,FC,2.梯子 AC 部分的受力圖,39,3.梯子整體的受力圖。,FB,FC,40,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。,例題7,41,1.桿AB的受力圖。,解：,2.桿BC 的受力圖。,42,

9、FBC,FBA,F2,F1,FBx,F2,F1,FBy,3. 滑輪B ( 不帶銷釘）的受力圖,4. 滑輪B ( 帶銷釘）的受力圖,43,例題8,如圖所示平面構架，由桿AB ， DE及DB鉸接而成。鋼繩一端拴在K處，另一端繞過定滑輪和動滑輪后拴在銷釘B上。重物的重量為G，各桿和滑輪的自重不計。（1）試分別畫出各桿，各滑輪，銷釘B以及整個系統(tǒng)的受力圖；（2）畫出銷釘B與滑輪一起的受力圖；（3）畫出桿AB ，滑輪 ， ，鋼繩和重物作為一個系統(tǒng)時的受力圖。,44,解：,1. 桿BD（B處為沒有銷釘?shù)目祝┑氖芰D,45,FA,FCy,FCx,FBx,FBy,2. 桿AB（B處仍為沒有銷釘?shù)目祝┑氖芰D,46,FK,FEy,FEx,3. 桿DE的受力圖,47,FB1y,FB1x,4. 輪 (B處為沒有銷釘?shù)目?/p>