静力学基本公理案例分析.ppt

第二节 静力学基本公理 公理就是人类经过长期的观察和实践积累起来的经验，加以概括和总结得到的结论，它的正确性在实践中得到了验证，已被人们公认为符合客观现实的真理。静力学公理概括了力的一些基本性质，是建立静力学理论的基础。 公理1：二力平衡公理 作用于一个刚体上的力，使刚体保持平衡状态的必要与充分条件是：此二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上（简称二力等值、反向、共线）。如下图所示，用矢量式表示F1=－F2。 下列情况，两力平衡了吗？为什么？ 一降落伞重为50N，运动员在空中张开伞匀速直线下降，在此过程中运动员和伞受到空气阻力的大小为750N ，则运动员重力为（ ）A、750N B、800NC、700N D、50N 公理2：作用与反作用公理 两个物体间的作用力与反作用力总是同时存在，且大小相等、方向相反、沿着同一直线（简称等值、反向、共线）分别作用在这两个物体上。 这个公理概括了自然界物体间相互作用的关系，标明一切力都是成对出现的。这里应当注意，此公理与二力平衡公理是有差别的，此公理叙述了两个物体之间的相互作用的关系，而二力平衡公理叙述了作用于同一刚体上的二力平衡条件。 公理３：加减平衡力系公理 　在任意一个已知力系上加上或减去任一个平衡力系，不会改变原力系对刚体的作用。 推论1：力的可传递性原理 作用于刚体上的力，可沿其作用线滑移到任一点，不会改变该力对该刚体的作用效果。 公理４：力的平行四边形公理 　 作用于物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，合力也作用于该点，合力的大小和方向由这两个力为临边所构成平行四边对角线来确定。已知有两力F1、F2作用于Ｏ点，以F表示其合力， 则F＝F1＋F2 为求F大小与方向，可用几何作图法或几何关系计算。 推论２：三力平衡汇交定理 刚体受三个力作用而平衡，若其中两力的作用线汇交于一点，则此三力必共面，且作用线必汇交于一点。 1、依据力的可传性原理，下列说法正确的是（ ） A、力可以沿作用线移动到物体内的任意一点。 B、力可以沿作用线移动到任何一点。 C、力不可以沿作用线移动。 D、力可以沿作用线移动到刚体内的任意一点。 2、关于合力与分力，下列说法正确的是（ ） A、合力的大小一定大于每个分力的大小 B、合力的大小至少大于其中的一个分力 C、合力的大小可以比两个分力都大，也可以比两个分力都小 D、合力不可能与其中的一个分力相等 3、某刚体连续加上（或减去）若干个平衡力系，对该刚件的作用效应（ ????）。? A．不变； B．不一定改变； C．改变； D．可能改变 4、在网球运动中所涉及的物理现象解释正确的是（ ） A．球拍对网球作用力的施力物体是人 B．网球与球拍撞击时，球拍发生形变是因为力改变了物体的形状 C．飞行的网球不受力的作用 D．网球撞击球拍的力和球拍对网球的弹力是一对平衡力 5、在航空领域，常常发生小鸟撞毁飞机事件。下列关于小鸟和飞机相撞时的说法正确的是：（ ） A．小鸟受到的力大 B．飞机受到的力大 C．小鸟和飞机的受力一样大 D．主动撞击的一方产生的力大 第三节 约束和约束反力 位移不受限制的物体称为自由体。位移受到限制的物体称为非自由体。对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体称为约束。约束限制物体运动的力称为该物体的约束反力。 一、柔索约束： 工程上常见的钢丝绳、传动带、链条等都可以简化为柔索，柔索只能承受拉力。所以柔索对物体的约束反力，作用点在接触处，方向沿柔索背离物体，恒为拉力（如下图）。通常用FT表示这类约束反力。 柔索约束与约束反力 二、光滑接触面约束 当两物体直接接触，并忽略接触处的摩擦时，约束只能限制物体过接触点沿接触面公法线指向约束物体的运动，而不能限制物体在接触面的切线方向的运动，故约束反力必然过接触点的法向，并指向被约束的物体，称为法向反力。通常用FN表示此类约束反力。如下图所示。 光滑接触面约束与约束反力 三、光滑铰链约束 如