第1静力学基础PPT讲稿.ppt

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1、第1静力学基础第1页，共74页，编辑于2022年，星期一本篇主要研究三方面问题：本篇主要研究三方面问题：工程静力学的理论和方法不仅是工程构件静力设计的基础，工程静力学的理论和方法不仅是工程构件静力设计的基础，而且在解决许多工程技术问题中有着广泛应用。而且在解决许多工程技术问题中有着广泛应用。1.1.物体的受力分析；物体的受力分析；2.2.力系的等效简化；力系的等效简化；3.3.力系的平衡条件及其应用。力系的平衡条件及其应用。第2页，共74页，编辑于2022年，星期一1-1 1-1 力和力矩力和力矩 1-2 1-2 力偶及其性质力偶及其性质 1-3 1-3 约束与约束力约束与约束力 1-4 1-

2、4 平衡的概念平衡的概念 1-5 1-5 受力分析方法与过程受力分析方法与过程 第第1 1章章 基本概念与物体受力分析方法基本概念与物体受力分析方法1-6 1-6 结论与讨论结论与讨论第3页，共74页，编辑于2022年，星期一一、一、力的概念力的概念 1-1 1-1 力和力矩力和力矩 1.1.力的定义力的定义:力是物体间的相互作用，其效果是使物体力是物体间的相互作用，其效果是使物体的运动状态发生改变或物体发生变形的运动状态发生改变或物体发生变形力的单位，在采用国际单位为：力的单位，在采用国际单位为：牛顿牛顿（N）、）、或千牛顿或千牛顿 （KN）力对物体的作用效果取决于力的力对物体的作用效果取决

3、于力的 大小、方向与作用大小、方向与作用点点 2.2.力的三要素力的三要素第4页，共74页，编辑于2022年，星期一 力的大小反映了物体间相互作用的强弱程度。力的大小反映了物体间相互作用的强弱程度。力的方向指的是静止质点在该力作用下开始运力的方向指的是静止质点在该力作用下开始运 动的方向。动的方向。动的方向。动的方向。力的作用点是物体相互作用位置的抽象化。力的作用点是物体相互作用位置的抽象化。力的作用点是物体相互作用位置的抽象化。力的作用点是物体相互作用位置的抽象化。FAB力是矢量：力是矢量：力是矢量：力是矢量：矢量的模表示力的大小；矢量的模表示力的大小；矢量的模表示力的大小；矢量的模表示力的

4、大小；矢量的作用线方位以及箭头表示力的方向；矢量的作用线方位以及箭头表示力的方向；矢量的作用线方位以及箭头表示力的方向；矢量的作用线方位以及箭头表示力的方向；矢量的始端（或未端）表示力的作用点。矢量的始端（或未端）表示力的作用点。矢量的始端（或未端）表示力的作用点。矢量的始端（或未端）表示力的作用点。第5页，共74页，编辑于2022年，星期一3.3.集中力和分布力集中力和分布力 集中力集中力F F1 1F F2 2 当力作用面积很小，当力作用面积很小，则可将则可将则可将则可将其抽象为一个点，这时作用其抽象为一个点，这时作用其抽象为一个点，这时作用其抽象为一个点，这时作用力称为集中力。力称为集中

5、力。力称为集中力。力称为集中力。第6页，共74页，编辑于2022年，星期一 分布力分布力 q 如果接触面积比较大，力在整如果接触面积比较大，力在整如果接触面积比较大，力在整如果接触面积比较大，力在整个接触面上分布作用，这时的作个接触面上分布作用，这时的作个接触面上分布作用，这时的作个接触面上分布作用，这时的作用力称为分布力。用力称为分布力。用力称为分布力。用力称为分布力。通常用单位长度的力表示沿长度方通常用单位长度的力表示沿长度方通常用单位长度的力表示沿长度方通常用单位长度的力表示沿长度方向上的分布力的强弱程度，称为载荷向上的分布力的强弱程度，称为载荷向上的分布力的强弱程度，称为载荷向上的分布

6、力的强弱程度，称为载荷集度，用记号集度，用记号集度，用记号集度，用记号 q q 表示表示表示表示,单位为单位为单位为单位为N Nmm。第7页，共74页，编辑于2022年，星期一1.1.力使物体产生两种运动效应：力使物体产生两种运动效应：力使物体产生两种运动效应：力使物体产生两种运动效应：若力的作用线通过物体的质若力的作用线通过物体的质若力的作用线通过物体的质若力的作用线通过物体的质心，则力将使物体在力的方向心，则力将使物体在力的方向心，则力将使物体在力的方向心，则力将使物体在力的方向平移。平移。平移。平移。若力的作用线不通过物若力的作用线不通过物若力的作用线不通过物若力的作用线不通过物体质心，

7、则力将使物体既体质心，则力将使物体既体质心，则力将使物体既体质心，则力将使物体既发生平移又发生转动。发生平移又发生转动。发生平移又发生转动。发生平移又发生转动。二、作用在刚体上的力的效应与力的可传性二、作用在刚体上的力的效应与力的可传性 平移平移FC平移平移CF转动转动第8页，共74页，编辑于2022年，星期一ABA作作用用于于刚刚体体上上的的力力可可沿沿其其作作用用线线滑滑移移至至刚刚体体内内任任意点而不改变力对刚体的作用效应。意点而不改变力对刚体的作用效应。推推论论表表明明，对对于于刚刚体体，力力的的三三要要素素变变为为：力力的的大大小小、方方向向和作用线。和作用线。可可沿沿方方位位线线滑

8、滑动动的的矢矢量量称称为为滑滑动动矢矢量量。作作用用于于刚刚体体上上的的力是滑动矢量。力是滑动矢量。FBF2.2.力的可传性力的可传性力的可传性力的可传性第9页，共74页，编辑于2022年，星期一力的可传性对于变形体并不适用力的可传性对于变形体并不适用力的可传性对于变形体并不适用力的可传性对于变形体并不适用F2F1F2F1注意注意第10页，共74页，编辑于2022年，星期一 称为矩心，称为矩心，到力的作用线到力的作用线的垂直距离的垂直距离 称为力臂称为力臂 点与点与 力的作用线所确定的平力的作用线所确定的平面称为力矩作用面。面称为力矩作用面。大小：力大小：力 的大小与力臂的大小与力臂h 的乘积

9、的乘积 方向：转动方向方向：转动方向三、三、力对点之矩力对点之矩1.1.平面力对点之矩平面力对点之矩 力矩力矩两个要素：两个要素：第11页，共74页，编辑于2022年，星期一 力对点之矩是一个代数量，它的绝对值等于力的力对点之矩是一个代数量，它的绝对值等于力的大小与力臂的乘积，它的正负：力使物体绕矩心逆时大小与力臂的乘积，它的正负：力使物体绕矩心逆时针转向时为正，反之为负。针转向时为正，反之为负。常用单位常用单位 或或两个要素：两个要素：大小：力大小：力 的大小与力臂的乘积的大小与力臂的乘积 方向：转动方向方向：转动方向力使物体绕某力使物体绕某一点转动效应一点转动效应的度量，称为的度量，称为力

10、对点之矩力对点之矩第12页，共74页，编辑于2022年，星期一 2.2.力对点的矩以矢量表示力对点的矩以矢量表示 力矩矢力矩矢 作用面：力矩作用面作用面：力矩作用面 方向方向:转动方向转动方向三要素三要素：大小大小:力力 的大小与力臂的大小与力臂 d d 的乘积的乘积 空间力对点之矩空间力对点之矩xyzOFMO(F)rAdB矢的长度矢的长度矢的长度矢的长度-力力F 的大小的大小与力臂与力臂d 的乘积的乘积；矢的指向矢的指向矢的指向矢的指向转动方向。转动方向。转动方向。转动方向。矢的方位矢的方位矢的方位矢的方位力矩作用面；力矩作用面；力矩作用面；力矩作用面；由右手螺旋规则确定。由右手螺旋规则确定

11、。由右手螺旋规则确定。由右手螺旋规则确定。第13页，共74页，编辑于2022年，星期一 若作用于物体上所有的力都在同一平面内，则力系称若作用于物体上所有的力都在同一平面内，则力系称为平面一般（任意）力系。为平面一般（任意）力系。（1 1）平面一般力系：平面一般力系：一般力系一般力系yxM2M1汇交力系汇交力系yxA平行力系平行力系yx四、力系的概念四、力系的概念力系是有一定联系的两个或两个以上的力所组成的系统。力系是有一定联系的两个或两个以上的力所组成的系统。1.1.1.1.力系的分类力系的分类力系的分类力系的分类第14页，共74页，编辑于2022年，星期一（2）空间力系：力的作用线分布于三维

12、空间）空间力系：力的作用线分布于三维空间空间任意力系空间任意力系空间平行力系空间平行力系空间汇交力系空间汇交力系2.2.等等效效力力系系：使使同同一一刚刚体体产产生生相相同同作作用用效效应应的力系称为等效力系。的力系称为等效力系。3.3.3.3.平平平平衡衡衡衡力力力力系系系系：作作作作用用用用于于于于刚刚刚刚体体体体、并并并并使使使使刚刚刚刚体体体体保保保保持持持持平平平平衡衡衡衡的的的的力系称为平衡力系，或称零力系。力系称为平衡力系，或称零力系。力系称为平衡力系，或称零力系。力系称为平衡力系，或称零力系。第15页，共74页，编辑于2022年，星期一dFROd d2 2F F2 2d1F1五

13、、合力矩定理五、合力矩定理：平面力系的合力对点之矩等于其各分力对该点之矩的代数平面力系的合力对点之矩等于其各分力对该点之矩的代数平面力系的合力对点之矩等于其各分力对该点之矩的代数平面力系的合力对点之矩等于其各分力对该点之矩的代数和。和。和。和。第16页，共74页，编辑于2022年，星期一MO(Fx)+MO(Fy)=Fy(L+a)+Fxb =F(Lsina+bcosa+asina)=MO(F)利用合力矩定理利用合力矩定理：直接求力矩直接求力矩：MO(F)=Fd =F(Lsina+bcosa+asina)OaF FF Fx xF Fy y已已已已 知知知知:F,l,a,b,.求求求求:MO(F)例

14、题例题1-1解：解：第17页，共74页，编辑于2022年，星期一1.1.力偶力偶 由两个大小相等、方向相反且不共线的平行力组由两个大小相等、方向相反且不共线的平行力组成的力系，称为力偶，记作成的力系，称为力偶，记作hFFDABC力偶中两力所在平面称为力偶作用面力偶中两力所在平面称为力偶作用面力偶两力之间的垂直距离称为力偶臂力偶两力之间的垂直距离称为力偶臂1-21-2 力偶及其性质力偶及其性质第18页，共74页，编辑于2022年，星期一 大小：力与力偶臂乘积大小：力与力偶臂乘积 方向：力偶在作用面内的转动方向方向：力偶在作用面内的转动方向2.2.力偶矩力偶矩平面力偶对物体的作用效应，由以下两个因

15、素决定：平面力偶对物体的作用效应，由以下两个因素决定：d平平面面力力偶偶矩矩是是一一个个代代数数量量，其其绝绝对对值值等等于于力力的的大大小小与与力力偶偶臂臂的的乘乘积积，正正负负号号表表示示力力偶偶的的转转向向：一一般般以以逆逆时时针针转转向为正，反之则为负。力偶矩的单位与力矩相同。向为正，反之则为负。力偶矩的单位与力矩相同。FFDABC第19页，共74页，编辑于2022年，星期一3.3.3.3.推论：推论：推论：推论：力偶对平面任一点之矩就等于该力偶矩。力偶对平面任一点之矩就等于该力偶矩。力偶对平面任一点之矩就等于该力偶矩。力偶对平面任一点之矩就等于该力偶矩。注意：注意：注意：注意：力偶在

16、任一轴上的投影为零。力偶在任一轴上的投影为零。力偶在任一轴上的投影为零。力偶在任一轴上的投影为零。MO(F)+MO(F)=FAO+FBO=FAB=M F F OAB力偶有力偶有:F=F ;F/F xF F 第20页，共74页，编辑于2022年，星期一二、力偶的性质二、力偶的性质性质二：力偶本身不平衡，力偶只能与力偶相平衡。性质二：力偶本身不平衡，力偶只能与力偶相平衡。性质二：力偶本身不平衡，力偶只能与力偶相平衡。性质二：力偶本身不平衡，力偶只能与力偶相平衡。性质一：由于力偶只产生转动效应，而不产生移动效应，性质一：由于力偶只产生转动效应，而不产生移动效应，因此力偶不能与一个力等效因此力偶不能与

17、一个力等效（即力偶无合力），也不能与（即力偶无合力），也不能与（即力偶无合力），也不能与（即力偶无合力），也不能与一个力平衡。一个力平衡。一个力平衡。一个力平衡。性质三：只要保持力偶的转向和力偶矩的大小不变，可以同性质三：只要保持力偶的转向和力偶矩的大小不变，可以同性质三：只要保持力偶的转向和力偶矩的大小不变，可以同性质三：只要保持力偶的转向和力偶矩的大小不变，可以同时改变力和力偶臂的大小，或在其作用面内任意转动，而不时改变力和力偶臂的大小，或在其作用面内任意转动，而不时改变力和力偶臂的大小，或在其作用面内任意转动，而不时改变力和力偶臂的大小，或在其作用面内任意转动，而不会改变力偶对物体作用的

18、效应。会改变力偶对物体作用的效应。会改变力偶对物体作用的效应。会改变力偶对物体作用的效应。60N0.4m0.4m60N0.6m40NM=24Nm第21页，共74页，编辑于2022年，星期一2.2.力偶系及其力偶系及其合成合成平面力偶系可以合成为一平面力偶系可以合成为一个合力偶个合力偶个合力偶个合力偶,合力偶之矩合力偶之矩等于力偶系中各力偶之矩的代数和等于力偶系中各力偶之矩的代数和。M=MiF1h1F2h2h1F1+h1F2h2M=F1h1+F2h2第22页，共74页，编辑于2022年，星期一2.2.非非自自由由体体或或受受约约束束体体：物物体体的的运运动动，如如果果受受到到其其它它物物体直接制

19、约，这类物体称为非自由体或受约束体。体直接制约，这类物体称为非自由体或受约束体。3.3.3.3.约束：约束：约束：约束：限制物体运动的周围物体，称为限制物体运动的周围物体，称为约束。如绳索、铁轨、轴承约束。如绳索、铁轨、轴承。4.4.4.4.约束力约束力约束力约束力 约束施加于被约束物体上的力称为约约束施加于被约束物体上的力称为约约束施加于被约束物体上的力称为约约束施加于被约束物体上的力称为约束力束力束力束力 作用作用方向方向方向方向与约束所能限制的物体运动方向与约束所能限制的物体运动方向相反相反相反相反。是是被动力被动力被动力被动力，大小取决于作用于物体的主动力，大小取决于作用于物体的主动力

20、。作用作用位置位置位置位置在约束与被约束物体的接触面上。在约束与被约束物体的接触面上。一一、基本概念基本概念 1.1.自自由由体体：物物体体的的运运动动，如如果果没没有有受受到到其其它它物物体体的的直直接接制约，这类物体称为自由体。制约，这类物体称为自由体。P受约受约束体束体约束约束F FT T1-31-3 约束与约束力约束与约束力 第23页，共74页，编辑于2022年，星期一PF FT TP约束反力的特点：约束反力的特点：约束力沿着中心线离开物体约束力沿着中心线离开物体,用用 表示表示1.1.绳索约束与带约束绳索约束与带约束二、二、工程常见约束工程常见约束 第24页，共74页，编辑于2022

21、年，星期一皮带约束与约束力皮带约束与约束力被动轮被动轮主动轮主动轮紧边紧边松边松边第25页，共74页，编辑于2022年，星期一F FN2N2OWWWW1 1W2F FN1N1F FN1N1F FN2N2F FN3N3WW光滑面约束的约束力是通过接触点、沿该点公法线并光滑面约束的约束力是通过接触点、沿该点公法线并指向被约束物体，指向被约束物体，故称为法向约束力，用故称为法向约束力，用 表示。表示。F FN N公切线公切线公法线公法线2.2.光滑面约束光滑面约束第26页，共74页，编辑于2022年，星期一第27页，共74页，编辑于2022年，星期一F FR R F FR R齿轮啮合力齿轮啮合力第2

22、8页，共74页，编辑于2022年，星期一FNFxFy结构简图结构简图力学简图力学简图FNFxFy（1 1 1 1）固定铰支座固定铰支座固定铰支座固定铰支座:构件的端部与支座有相同直径的圆孔，构件的端部与支座有相同直径的圆孔，用一圆柱形销钉连接起来，支座固定在地基或者其它结构用一圆柱形销钉连接起来，支座固定在地基或者其它结构上。这种连接方式称为固定铰链支座，简称为上。这种连接方式称为固定铰链支座，简称为固定铰支座固定铰支座3.3.光滑铰链约束光滑铰链约束 第29页，共74页，编辑于2022年，星期一第30页，共74页，编辑于2022年，星期一第31页，共74页，编辑于2022年，星期一（2 2

23、2 2）辊轴支座辊轴支座:在固定铰链支座的底部安装一排辊轮或辊轴，在固定铰链支座的底部安装一排辊轮或辊轴，可使支座沿固定支承面自由滚动，这种约束称为滚动铰链支可使支座沿固定支承面自由滚动，这种约束称为滚动铰链支座，又称辊轴支座座，又称辊轴支座。约束力：构件受到垂直于光滑面的约约束力：构件受到垂直于光滑面的约束力。束力。FN结构简图结构简图第32页，共74页，编辑于2022年，星期一结构简图结构简图力学简图力学简图FN第33页，共74页，编辑于2022年，星期一F FR RF FR R辊辊 轴轴(实际约束中实际约束中F FR R方向也可以向下方向也可以向下)第34页，共74页，编辑于2022年，

24、星期一（3 3 3 3）中间铰约束）中间铰约束）中间铰约束）中间铰约束 将具有相同圆孔的两构件用圆柱形销钉将具有相同圆孔的两构件用圆柱形销钉连接起来，称为连接起来，称为中间铰约束中间铰约束中间铰约束中间铰约束 FRFR结构简图结构简图约束反力约束反力 ，过铰链中心。过铰链中心。大小和方向待定，用大小和方向待定，用 ，表示。第35页，共74页，编辑于2022年，星期一FxFyFxFy结构简图结构简图力学简图力学简图第36页，共74页，编辑于2022年，星期一销销销销 钉钉钉钉销钉销钉销钉销钉(铰链铰链铰链铰链)F FR Ry yF FR Rx x铰第37页，共74页，编辑于2022年，星期一（4

25、 4）球形铰链球形铰链球形铰链球形铰链:被约束物体上的球头与约束物体上的球被约束物体上的球头与约束物体上的球被约束物体上的球头与约束物体上的球被约束物体上的球头与约束物体上的球窝连接所构成的约束。窝连接所构成的约束。窝连接所构成的约束。窝连接所构成的约束。这种约束的特点是被约束物体只绕球心作空间转动，而这种约束的特点是被约束物体只绕球心作空间转动，而这种约束的特点是被约束物体只绕球心作空间转动，而这种约束的特点是被约束物体只绕球心作空间转动，而不能有空间任意方向的移动。不能有空间任意方向的移动。不能有空间任意方向的移动。不能有空间任意方向的移动。结构简图结构简图力学简图力学简图第38页，共74

26、页，编辑于2022年，星期一 约束特点：约束特点：轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴承孔为约束轴承孔为约束 约束力：约束力：当不计摩擦时，轴与孔在接触处为当不计摩擦时，轴与孔在接触处为光滑接触约束光滑接触约束法向约束力约束力作用在接触法向约束力约束力作用在接触处，沿径向指向轴心处，沿径向指向轴心结构简图结构简图（1 1）滚动轴承）滚动轴承:机器中常见各类轴承，如滑动轴承或径机器中常见各类轴承，如滑动轴承或径向轴承等。这些轴承允许轴转动，但限制与轴线垂直方向轴承等。这些轴承允许轴转动，但限制与轴线垂直方向的运动和位移。向的运动和位移。4.4.滚动轴承与止推轴承滚动轴承与止

27、推轴承 第39页，共74页，编辑于2022年，星期一yx可用二个通过轴心的正交分力可用二个通过轴心的正交分力 表示表示 当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小与当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小与方向均有改变方向均有改变FyFx力学简图力学简图第40页，共74页，编辑于2022年，星期一滚动轴承滚动轴承 F Fy yF Fx x第41页，共74页，编辑于2022年，星期一约束特点：约束特点：止推轴承比径向轴承多一止推轴承比径向轴承多一个轴向的位移限制个轴向的位移限制 约束力：比径向轴承多一个轴向的约束力，亦约束力：比径向轴承多一个轴向的约束力，亦有三个正交分力有三个正交分力 （

28、2 2 2 2）止推止推止推止推轴承轴承轴承轴承:机器中常见各类轴承，如滑动轴承或机器中常见各类轴承，如滑动轴承或机器中常见各类轴承，如滑动轴承或机器中常见各类轴承，如滑动轴承或径向轴承等。这些轴承允许轴转动，但限制与轴线垂直径向轴承等。这些轴承允许轴转动，但限制与轴线垂直径向轴承等。这些轴承允许轴转动，但限制与轴线垂直径向轴承等。这些轴承允许轴转动，但限制与轴线垂直和沿轴线方向的运动和位移。和沿轴线方向的运动和位移。和沿轴线方向的运动和位移。和沿轴线方向的运动和位移。第42页，共74页，编辑于2022年，星期一 一、二力平衡与二力构件一、二力平衡与二力构件F1=F2 只有两个力作用下平衡的刚

29、体又称为二力构件或二力杆。只有两个力作用下平衡的刚体又称为二力构件或二力杆。F2ABF11-4 1-4 平衡的概念平衡的概念 刚刚体体在在二二力力作作用用下下平平衡衡的的必必要要和和充充分分条条件件是是：二二力力沿沿着着同同一一作作用用线线，大大小小相相等等，方方向向相相反反，称称为为二二力力平平衡衡原原理。理。其数学表达式为其数学表达式为第43页，共74页，编辑于2022年，星期一只有两个力作用下处于平衡的构件。只有两个力作用下处于平衡的构件。二力构件二力构件不是二力构件不是二力构件第44页，共74页，编辑于2022年，星期一DCBAPBCFBFCABC二力构件应用实例二力构件应用实例第45

30、页，共74页，编辑于2022年，星期一FBCFCBCB(BC(BC 杆受力图杆受力图)FWE ABCDEB BC CB BC CA AF FD DF FB BF FC C第46页，共74页，编辑于2022年，星期一F F1 1A A1 1F F2 2A A2 2F F1 1F F2 2R R1 1A AF F1 1F F3 3F F2 2A A3 3F F3 3A A3 3A AA AF F1 1A A1 1F F2 2A A2 2A A3 3F F3 3 作作用用于于刚刚体体上上的的三三个个力力，若若构构成成平平衡衡力力系系，且且其其中中两两个个力力的的作作用用线线汇汇交交于于一一点点，则则

31、三三个个力力必必在在同同一一平平面面内内，而且第三个力的作用线一定通过汇交点。而且第三个力的作用线一定通过汇交点。二、二、不平行的三力平衡条件不平行的三力平衡条件第47页，共74页，编辑于2022年，星期一ABC三力平衡汇交定理应用实例三力平衡汇交定理应用实例第48页，共74页，编辑于2022年，星期一 三、加减平衡力系原理三、加减平衡力系原理 在在作作用用于于刚刚体体的的力力系系中中，加加上上或或减减去去任任意意个个平平衡衡力力系系，不不改改变变原原力力系系对对刚刚体体的的作作用用效效应应，称称为为加加减减平平衡衡力力系原理。系原理。第49页，共74页，编辑于2022年，星期一1-5 1-5

32、 受力分析方法与过程受力分析方法与过程 1.1.分离体分离体 解除约束后的物体，称为分离体。解除约束后的物体，称为分离体。2.2.2.2.受力图受力图受力图受力图 在分离体上画出全部主动力和约束力，在分离体上画出全部主动力和约束力，在分离体上画出全部主动力和约束力，在分离体上画出全部主动力和约束力，这样的受力简图受力图。这样的受力简图受力图。这样的受力简图受力图。这样的受力简图受力图。OWWOWWF FN1N1F FN2N2第50页，共74页，编辑于2022年，星期一3.3.画受力图的步骤如下：画受力图的步骤如下：选定合适的研究对象，确定分离体；选定合适的研究对象，确定分离体；画画出出所所有有

33、作作用用在在分分离离体体上上的的主主动动力力（一一般般皆为已知力）；皆为已知力）；在在在在分分分分离离离离体体体体的的的的所所所所有有有有约约约约束束束束处处处处，根根根根据据据据约约约约束束束束的的的的性性性性质质质质画画画画出出出出约束力。约束力。约束力。约束力。第51页，共74页，编辑于2022年，星期一 用力用力 F 拉动碾子以轧平路面，重为拉动碾子以轧平路面，重为P 的碾子的碾子受到一石块的阻碍，如图所示。试画出碾子的受力受到一石块的阻碍，如图所示。试画出碾子的受力图。图。FPBABAPFNAFNB解：取分离体解：取分离体画出主动力画出主动力画出约束力画出约束力F例例 题题 1-2第

34、52页，共74页，编辑于2022年，星期一 在在图图示示的的平平面面系系统统中中，匀匀质质球球 A A 重重 P1，物物块块 B 重 P2,借借其其本本身身重重量量与与滑滑轮轮 C 和和柔柔绳绳维维持持在在仰仰角角是是q 的的光光滑滑斜斜面面上上。试试分分析析物物块块 B,球球 A 的的受受力力情情况况，并并分分别画出平衡时它们的受力图。别画出平衡时它们的受力图。C CG GB BH HE EP P1 1A AK KD DP P2 2q q 例例 题题 1-3第53页，共74页，编辑于2022年，星期一B BD D解：解：1.1.物块物块 B B 的受力图。的受力图。P P2 2F FTDTD

35、C CG GB BH HE EP P1 1A AK KD DP P2 2q q 第54页，共74页，编辑于2022年，星期一A AE EK KP P1 1F FNKNKF FTETE2.球球 A A 的受力图的受力图。C CG GB BH HE EP P1 1A AK KD DP P2 2q q 第55页，共74页，编辑于2022年，星期一DCBAPFAyFAxACDFCPFCDCAPFABCFBFC试画出各构件的受力图试画出各构件的受力图例例 题题 1-4第56页，共74页，编辑于2022年，星期一试画出各构件的受力图试画出各构件的受力图例例 题题 1-5ABC第57页，共74页，编辑于20

36、22年，星期一ABCAABCABCA试画出各构件的受力图试画出各构件的受力图例例 题题 1-6第58页，共74页，编辑于2022年，星期一 等等腰腰三三角角形形构构架架ABC 的的顶顶点点 A，B，C 都都用用光光滑滑铰铰链链连连接接，底底边边AC固固定定，而而AB 边边的的中中点点D 作作用用有有平平行行于于固固定定边边AC 的的力力 F，如如图图所所示示。不不计计各各杆杆自自重重，试试画画出出杆杆AB 和和BC 的的受力图。受力图。B BC CA AF FD D例例 题题 1-7第59页，共74页，编辑于2022年，星期一解：解：1.1.杆杆 BC 的受力图。的受力图。B BC C 杆两端

37、杆两端B、C为光滑铰链连接，为光滑铰链连接，当杆自重不计时，根据二力平衡当杆自重不计时，根据二力平衡公理知公理知B、C两处的约束力两处的约束力FB、FC 必是沿必是沿BC且等值反向。且等值反向。B BC CA AF FD DF FB BF FC C 工程中有时把二力杆作为一种工程中有时把二力杆作为一种约束对待。约束对待。第60页，共74页，编辑于2022年，星期一2.2.杆杆AB 的受力图的受力图B BD DA AF FFAxFAy F F B BF FB BF FC CB BC CB BC CA AF FD D作用力和作用力和反作用力反作用力第61页，共74页，编辑于2022年，星期一 如图

38、所示，梯子的两部分如图所示，梯子的两部分 AB 和和AC 在在A点铰接，又在点铰接，又在D，E 两点用水平绳连接。梯子两点用水平绳连接。梯子放在光滑水平面上，若其自重放在光滑水平面上，若其自重不计，但在不计，但在H点处作用一铅直点处作用一铅直载荷载荷F。试分别画出梯子的。试分别画出梯子的AB，AC 部分以及整个系统的受力部分以及整个系统的受力图。图。例例 题题 1-8FA AB BC CD DE EHH第62页，共74页，编辑于2022年，星期一 1.1.梯子梯子AC 部分的受力图。部分的受力图。解：解：FA AB BC CD DE EHHA AC CE EF FNCNC第63页，共74页，编

39、辑于2022年，星期一作用力和作用力和反作用力反作用力 2.2.梯子梯子AB 部分的受力图。部分的受力图。A AC CE EF FNCNCFA AB BC CD DE EHHABDFNBFH第64页，共74页，编辑于2022年，星期一 3.3.梯子整体的受力图。梯子整体的受力图。A AB BC CD DE EH HF FF FNBNBF FNCNCFA AB BC CD DE EH H未解除约束未解除约束未解除约束未解除约束处的系统内处的系统内处的系统内处的系统内力，不画出力，不画出力，不画出力，不画出。第65页，共74页，编辑于2022年，星期一 如如图图所所示示，重重物物重重为为P ,用用

40、钢钢丝丝绳绳挂挂在在支支架架的的滑滑轮轮B上上，钢钢丝丝绳绳的的另另一一端端绕绕在在铰铰车车D上上。杆杆AB与与BC铰铰接接，并并以以铰铰链链A，C与与墙墙连连接接。如如两两杆杆与与滑滑轮轮的的自自重重不不计计并并忽忽略略摩摩擦擦和和滑滑轮轮的的大大小小，试试画画出出杆杆AB 和和 BC 以及滑轮以及滑轮 B 的受力图。的受力图。A AB BD DC CP P例例 题题 1-9第66页，共74页，编辑于2022年，星期一2.2.杆杆BC 的受力图。的受力图。解：解：1.1.杆杆AB的受力图。的受力图。A AB BD DC CP PABFABFABFCBBCFCB第67页，共74页，编辑于202

41、2年，星期一BFT2FT1FBCFBA 4.滑轮滑轮B(带销钉）的受力图。带销钉）的受力图。3.滑轮滑轮B(不带销钉）不带销钉）的受力图的受力图。FT2FT1DFBxFByA AB BD DC CP P第68页，共74页，编辑于2022年，星期一 球球W1、W2置于墙和板置于墙和板AB间，间，BC为绳索。为绳索。画受力图。画受力图。F FK K与与与与F FK、F FE与与与与FE E 间作用力与反作用力关系间作用力与反作用力关系间作用力与反作用力关系间作用力与反作用力关系WW1 1 (b)(c)W2W2WW1 1AB(d)(e)ABW2WW1 1ABC(a)WW1 1W2 D E H KF

42、FAxAxF FAyAyF FT TF FD DF FNKNKF FNDNDF FNENEF FNDNDF FNHNHF FNENEF F NKNKF FNHNHF FNDNDF FAxAxF FAyAyF FT TF FAxAxF FAyAyF F NHNHF F NENEF FT T 部分受力图中反力必须与整体受力图一致。部分受力图中反力必须与整体受力图一致。部分受力图中反力必须与整体受力图一致。部分受力图中反力必须与整体受力图一致。未解除约束处的系统内力，不画出。未解除约束处的系统内力，不画出。未解除约束处的系统内力，不画出。未解除约束处的系统内力，不画出。例例 题题 1-10第69页，

43、共74页，编辑于2022年，星期一图示构架中图示构架中C,D和和E为铰链，为铰链，A为铰链支座为铰链支座,B为链杆，绳为链杆，绳索的一端固定在索的一端固定在F点，另一端绕过滑轮点，另一端绕过滑轮E并与重物并与重物W 连接，连接，不计各构件的重量。画出不计各构件的重量。画出AB、CB、CE 与滑轮与滑轮E的受力的受力图。图。ABCDEFW例例 题题 1-11第70页，共74页，编辑于2022年，星期一FWE ABCDE解解:滑轮可视为三点受力滑轮可视为三点受力。WEFTFE(滑轮滑轮E受力图受力图)FBO1FWEFWE杆件系统可视为三点力，即杆件系统可视为三点力，即E点点,B点和点和A点，画受力

44、图。点，画受力图。FEFA(杆件系统受力图杆件系统受力图)EA第71页，共74页，编辑于2022年，星期一FBCFCBCB(BC(BC杆受力图杆受力图)CEFEFCBO2FD(CE(CE杆受力图杆受力图)ABDFBFAFBCFD(AB(AB杆含销杆含销B B受力图受力图)FWE ABCDE第72页，共74页，编辑于2022年，星期一3636页，页，习题习题 1 13(c)(d)(e)3(c)(d)(e)(f)(f)3737页，习题页，习题1 15(b),5(b),（c c）3838页，习题页，习题1 17 7第73页，共74页，编辑于2022年，星期一第74页，共74页，编辑于2022年，星期一