一力学基本概念.pptx
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1、内容力的概念力的概念力学的基本定律力学的基本定律约束与约束力约束与约束力构件的受力分析构件的受力分析第一节第一节 力学的基本概念力学的基本概念第第1 1页页/共共5252页页一一 力学基本的概念力学基本的概念力的定义力的定义(Forces)力的三要素力的三要素力的矢量表示及单位力的矢量表示及单位刚体的概念刚体的概念力系的简化与平衡力系的简化与平衡引引 言言(Introduction)(Introduction)(Introduction)(Introduction)第一节第一节 力学的基本概念力学的基本概念第第2 2页页/共共5252页页1 1 力的定义力的定义力:力是物体间的相互作用。外效应
2、:如果力的作用使物体运动状态发生了改变,则 称为力的外效应。内效应:如果力的作用使构件形状尺寸发生了改变,则称为力的内效应。力的效应第一节第一节 力学的基本概念力学的基本概念第第3 3页页/共共5252页页2 2 力的三要素力的三要素力的大小力的方向力的作用点力对构件的效应,决定于三要素。当三个要素中有任何一个改变时,力的作用效果就会改变。第一节第一节 力学的基本概念力学的基本概念第第4 4页页/共共5252页页力的三要素力的三要素第第5 5页页/共共5252页页3 3 力的矢量表示及单位力的矢量表示及单位n 力是一个具有大小和方向的矢量,称为力矢量。用一个有向线段表示,线段的长度按一定的比例
3、,表示力的大小,线段箭头的指向表示力的方向。线段的始端A或末端B表示力的作用点。FN1FN2力的表示方法力的表示方法牛(N)或千牛(kN)表示,矢量用黑体字表示,或在字符上方画箭头表示。u力的单位力的单位F FWW第第6 6页页/共共5252页页4 4 刚体的概念刚体的概念刚体:刚体:在外力作用下不发生变形的构件称为刚体。刚体是不存在的,任何构件受力后都将发生变形,但微小变形对讨论构件的平衡问题不起主要作用,所以可以略去不计。5 5 力系的简化与平衡:力系的简化与平衡:力系:若干个力组成的系统。力系:若干个力组成的系统。力系的简化:用简单的力系代替复杂力系的过程。力系的简化:用简单的力系代替复
4、杂力系的过程。平衡:指物体相对于地球处于静止或匀速直线运动。平衡:指物体相对于地球处于静止或匀速直线运动。力系物体处于平衡状态时,该力系称为平衡力系。第第7 7页页/共共5252页页受力的木板可以抽象为刚体吗?刚体刚体第第8 8页页/共共5252页页物体的受力分析物体的受力分析静力学中的平衡平衡 静力学中的平衡平衡,是指物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动的状态(如做匀速直线运动的火车)。平衡是相对的、有条件的,是物体机械运动中的一种特殊状态。第第9 9页页/共共5252页页二二 静力学的基本定理静力学的基本定理二力平衡定理平衡力系定理力的平行四边形定理作用与反作用定理内容第第1010页页/
5、共共5252页页1、二力平衡定理作用在构件上的两个力,使构件保持平衡的必要和充分条件是,这两个力大小相等,方向相反,且作用在同一直线上。构件放置在水平面上,受到重力G和水平面的支承力FN作用处于平衡状态,这两个力必等值、反向、共线。GGFNFAFBABFN第第1111页页/共共5252页页l 二力平衡条件只适用于刚体。刚体。l 二力等值、反向、共线是刚体平衡的必要与充分条件。l 对于变形体,二力平衡条件只是必要的而非充分条件。受等值、反向、共线的两压力作用下的绳索不能保持平衡 第第1212页页/共共5252页页公理一的应用公理一的应用 二力构件二力构件只有两个着力点而处于平衡的构件。二力杆二力
6、杆略去自重和伸长的二力杆状构件。第第1313页页/共共5252页页2、加减平衡力系公理(公理二)、加减平衡力系公理(公理二)在一个刚体上加上或减去一个平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用效果。加减平衡力系公理加减平衡力系公理第第1414页页/共共5252页页公理二的应用公理二的应用(推论1)(力的可传性原理)作用于刚体的力可以沿其作用线滑移至刚体的任意点,不改变原力对该刚体的作用效应。结论:结论:作用于刚体上某点的力可沿作用线移动。而不影响作用效果加减平衡力系公理加减平衡力系公理第第1515页页/共共5252页页3、力的平行四边形公理(公理三)、力的平行四边形公理(公理三)作用于物体上同一点的
7、两个力,可以合成为一个合力,合力也作用于该点上,其大小和方向可用以这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。力的平行四边形公理力的平行四边形公理第第1616页页/共共5252页页力的合成与分解 力的合成与分解力的合成与分解第第1717页页/共共5252页页公理三的推论公理三的推论 三力平衡汇交定理三力平衡汇交定理若作用于物体同一平面上的三个互不平行的力使物体平衡,则它们的作用线必汇交于一点。三力构件三力构件只受共面的三个力作用而平衡的物体。第第1818页页/共共5252页页 C DA B三力平衡定理FR是F1,F2的合力,符合矢量加减法则,即 FR=F1+F2 构件在三个共面而又互不平行
8、力作用下处于平衡,则此三个力的作用线必汇交于一点。F1F2FRF3第第1919页页/共共5252页页4 作用与反作用定理两构件相互作用的力,必是等值、反向、共线的,而且分别同时作用在两个构件上。这定理说明力永远是成对出现的,构件间的作用总是相互的,有作用力就有反作用力。第第2020页页/共共5252页页4、作用与反作用公理(公理四)、作用与反作用公理(公理四)两个物体间的作用力与反作用力总是同时存在、同时消失,且大小相等,方向相反,其作用线沿同一直线,分别作用在这两个物体上。l 作用力与反作用力永远是成对出现l 已知作用力就可以知道反作用力,两者总是同时存在,又同时消失作用力与反作用力作用力与
9、反作用力第第2121页页/共共5252页页公理一的应用公理一的应用 人在划船离岸时,常把浆向岸上撑。这就是利用了作用力和反作用力的原理第第2222页页/共共5252页页第一章第一章 物体的受力及其分析物体的受力及其分析第一节第一节 力学的基本概念力学的基本概念三、约束与约束反力第第2323页页/共共5252页页一、约束与约束反力1自由体和非自由体第第2424页页/共共5252页页第第2525页页/共共5252页页 约束约束对非自由物体的限制。当物体沿着约束所能限制的方向有运动趋势时,约束为了阻止物体的运动,必然对物体有力的作用,这种力称为约束反力约束反力或反力反力。第第2626页页/共共525
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