静力学基础课件.ppt
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- 静力学 基础 课件
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1、11 11 静力学的基本概念静力学的基本概念12 12 静力学公理静力学公理 13 13 约束与约束反力约束与约束反力 14 14 物体的受力分析及受力图物体的受力分析及受力图 刚体是一种理想化的力学模型。刚体是一种理想化的力学模型。一个物体能否视为刚体,不仅取决于变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。形的大小,而且和问题本身的要求有关。2 2、刚体刚体在外界的任何作用下形状和大小都始在外界的任何作用下形状和大小都始终保持不变的物体。或者在力的作用下,终保持不变的物体。或者在力的作用下,任意两点间的距离保持不变的物体任意两点间的距离保持不变的物体1 1、平衡平
2、衡平衡是物体机械运动的特殊形式,是平衡是物体机械运动的特殊形式,是指物体相对地球处于静止或匀速直线运动指物体相对地球处于静止或匀速直线运动状态。状态。3 3、力力力是物体相互间的机械作用,其作用力是物体相互间的机械作用,其作用 结果使物体的形状和运动状态发生改变。结果使物体的形状和运动状态发生改变。11 11 静力学的基本概念静力学的基本概念确定力的必要因素确定力的必要因素力的力的三要素三要素大小大小 方向方向 作用点作用点 力的效应力的效应外效应外效应改变物体运动状态的效应改变物体运动状态的效应 内效应内效应引起物体变形的效应引起物体变形的效应 力的表示法力的表示法力是一矢量力是一矢量,用数
3、学上的矢量,用数学上的矢量记号来表示,如图。记号来表示,如图。F F力的单位力的单位 在国际单位制中,力的单位是牛顿在国际单位制中,力的单位是牛顿(N)1N=1(N)1N=1公斤公斤米米/秒秒2 2 (kg kg m/sm/s2 2)。基本概念基本概念力力 系系作用于同一物体或物体系上的一群力。作用于同一物体或物体系上的一群力。等效力系等效力系对物体的作用效果相同的两个力系。对物体的作用效果相同的两个力系。平衡力系平衡力系能使物体维持平衡的力系。能使物体维持平衡的力系。合合 力力在特殊情况下,能和一个力系等效在特殊情况下,能和一个力系等效 的一个力。的一个力。12 12 静力学公理静力学公理F
4、 F1 1F F2 2BA公理一公理一 二力平衡公理二力平衡公理 要使刚体在两个力作用下维持平衡状态,要使刚体在两个力作用下维持平衡状态,则这两个力必须大小相等、方向相反、沿同一则这两个力必须大小相等、方向相反、沿同一直线作用。直线作用。A A公理二公理二 力的平行四边形法则力的平行四边形法则 作用于物体上任一点的两个力可合成为作用作用于物体上任一点的两个力可合成为作用于同一点的一个力,即合力。合力的矢由原两于同一点的一个力,即合力。合力的矢由原两力的矢为邻边而作出的力平行四边形的对角矢力的矢为邻边而作出的力平行四边形的对角矢来表示。来表示。F F1 1F F2 2R R矢量表达式:矢量表达式
5、:R=FR=F1 1+F+F2 2即,合力为原两力的矢量和。即,合力为原两力的矢量和。公理三公理三 加减平衡力系公理加减平衡力系公理 可以在作用于刚体的任何一个力系上加上可以在作用于刚体的任何一个力系上加上或去掉几个互成平衡的力,而不改变原力系对或去掉几个互成平衡的力,而不改变原力系对刚体的作用。刚体的作用。=F FA AF F1 1F F1 1F FA AB B推论推论1 1 力的可传性力的可传性 作用于刚体的力,其作用点可以沿作用线作用于刚体的力,其作用点可以沿作用线在该刚体内前后任意移动,而不改变它对该刚在该刚体内前后任意移动,而不改变它对该刚体的作用体的作用=F FA AF F2 2F
6、 F1 1F FA AB BF F1 1A AB B推论推论2 2 三力平衡汇交定理三力平衡汇交定理 当刚体在三个力作用下平衡时,设其中两力的当刚体在三个力作用下平衡时,设其中两力的作用线相交于某点,则第三力的作用线必定也通过作用线相交于某点,则第三力的作用线必定也通过这个点。这个点。F F1 1F F3 3R R1 1F F2 2A A=证明:证明:A A3 3F F1 1F F2 2F F3 3A A3 3A AA A2 2A A1 1公理四公理四 作用和反作用定律作用和反作用定律 任何两个物体间的相互作用的力,总是大小相任何两个物体间的相互作用的力,总是大小相等,作用线相同,但指向相反,
7、并同时分别作用于等,作用线相同,但指向相反,并同时分别作用于这两个物体上。这两个物体上。公理五公理五 硬化原理硬化原理 设变形体在已知力系作用下维持平衡状态,则设变形体在已知力系作用下维持平衡状态,则如将这个已变形但平衡的物体变成刚体(刚化),如将这个已变形但平衡的物体变成刚体(刚化),其平衡不受影响。其平衡不受影响。13 13 约束与约束反力约束与约束反力1 1、自由体自由体:2 2、非自由体非自由体:3 3、约束约束:4 4、约束反力约束反力:5 5、主动力:主动力:可以任意运动(获得任意位移)的物体。可以任意运动(获得任意位移)的物体。不可能产生某方向的位移的物体。不可能产生某方向的位移
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