工程力学简明教程 教学课件 作者 苏德胜 韩淑洁第一章 静力学基础 第一章 静力学基础.ppt

第 一 篇静 力 学 引 言 引 言 静力学的内容包括： (1)物体的受力分析； (2)力系的简化； (3)建立物体在各种力系作用下的平衡条件。 研究静力学的目的： （1）工程专业都要接触到机械运动的平衡问题。 （2）静力学是研究力学中最普遍、最基本的规律。 第一章 静力学基础 §1－1 力的概念 §1－1 力的概念 §1－1 力的概念 §1－1 力的概念 §1－1 力的概念 §1－1 力的概念 §1－2 刚体和平衡的概念 §1－3 力的基本性质 §1－3 力的基本性质 §1－3 力的基本性质 §1－3 力的基本性质 §1－3 力的基本性质 §1－3 力的基本性质 §1－4 约束和约束力 §1－4 约束和约束力 §1－4 约束和约束力 §1－4 约束和约束力 §1－4 约束和约束力 §1－4 约束和约束力 §1－4 约束和约束力 §1－4 约束和约束力 §1－5 物体的受力分析与受力图 §1－5 物体的受力分析与受力图 §1－5 物体的受力分析与受力图 §1－5 物体的受力分析与受力图 §1－5 物体的受力分析与受力图 §1－5 物体的受力分析与受力图 §1－5 物体的受力分析与受力图 §1－5 物体的受力分析与受力图 §1－5 物体的受力分析与受力图 画受力图时，应注意以下几点： 研究物系时,应区分系统外力与内力。物系以外的物体对物系的作用称为系统外力,物系内各部分之间的相互作用力称为系统内力。 物体系统中一般都有二力构件。先找出二力构件，然后依次画出与二力构件相连构件的受力图。 当分析两物体间相互的作用力时，应遵循作用力与反作用力定律。 A B O 例 1-1 画出图中球形物体的受力图 G 在连接点B受到绳索AB的约束反力FT 主动力G 约束力 FN 在接触点A，沿斜面与球面的公法线 方向并指向球心 FN FT G A B C O 例 1-2 简支梁AB如图所示。A端为固定铰链支座，B端为活动铰链支座，并放在倾角为α的支承斜面上,在AC段受到垂直于梁的均布载荷q 的作用，梁在D点又受到与梁成 β 倾角的载荷F的作用。梁的自重不计。试画出梁AB的受力图。 F q B D C β α A 画出梁AB的轮廓 q B D C β F A 画主动力:有均布载荷q 和集中载荷F 画约束力:A端为固定铰链支座,约束反力可以用FAx、FAy两 个分力来表示 FAy FAx B 端为活动铰链支座,其约束力FN 通过铰心而垂直于斜支承面 α FN 例 1-3 如图所示的三铰拱桥,由左右两拱铰链联接而成。设各拱自重不计,在拱AC上作用载荷F。试分别画出拱AC和BC的受力图。 F 第一章 静力学基础 如果电灯失去平衡会怎样？ 静力学研究的主要内容之一就是建立力系的平衡条件，并借此对物体进行受力分析。 静力学建立力系平衡条件的主要方法是力系的简化。 静力学的主要研究对象是刚体。 主要研究内容 力的概念 刚体和平衡的概念 力的基本性质 约束和约束力 物体的受力分析与受力图 1.力的定义 力是物体相互间的机械作用， 其作用结果可以使物体的运动状态发生改变； 外效应 内效应 也可以使物体产生变形。 2.力的三要素 力对物体作用的效应，取决于力的大小、 方向和作用点，这三个基本要素简称为 力的三要素。 只要其中的任何一个量改变，该力对物体的 作用效应就要改变。 F A B 2.力的表示方法 力是一种矢量,用有向线段表示。 力的方向 用线段的 方位和指向表示。 力的作用点 用线段的起点表示。 力的大小 用线段AB的长度按一定的比例尺表示。在国际单位制中，力的单位是牛顿(N)。 3.力的分类 按力的相互作用范围分为 集中力 均布力 集中力：力的作用面积很小， 可近似地看成作用在一个点上。 均布力：力的作用面积很大。 例：单臂吊车的水平梁AB（图a），在B点和C 点分别受到集中力 、 的作用（图b）。 FT G 图（c）为作用于化工塔器上的风载 、 ，是均布力。 刚体：在受力情况下保持形状和大小不变的物体。 刚体是一种理想的力学模型。 一个物体能否视为刚体，不仅取决于变 形的大小，而且和问题本身的要求有关。 平衡：物体相对于地面处于静止或作匀速直线运动的状态 力的四个性质（四个公理） 性质1 （二力平衡公理） 作用于刚体上的两个力平衡的必要和充分条件是：这两力大小相等，方向相反，并作用于同一直线上。 F1 F2 F1 F2 F1＝ -F2 即 二 力 杆 ：工程上将自重不计、只受两个力 作用而处于