1静力学基础学习.pptx

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1、Chapter OneChapter OneBasic Concepts of Basic Concepts of Statics and Force Statics and Force AnalysisAnalysis第1页/共94页1.11.11.1 静力学基本概念静力学基本概念静力学基本概念1.31.31.3 约束和约束力约束和约束力约束和约束力1.41.41.4 受力图受力图受力图综合练习综合练习综合练习本章内容小结本章内容小结本章内容小结本章基本要求本章基本要求本章基本要求1.21.21.2 静力学公理静力学公理静力学公理第2页/共94页 正确掌握力等基本概念和静力学公理。正确掌握力

2、等基本概念和静力学公理。正确掌握力等基本概念和静力学公理。正确熟练地掌握各种约束类型的性质画出相应的约束力。正确熟练地掌握各种约束类型的性质画出相应的约束力。正确熟练地掌握各种约束类型的性质画出相应的约束力。能熟练地进行受力分析，正确地画出受力图。能熟练地进行受力分析，正确地画出受力图。能熟练地进行受力分析，正确地画出受力图。本本 章章 基基 本本 要要 求求第3页/共94页1.1.力（力（forceforce)的基本概念的基本概念定义：力是物体间相互的机械作用。定义：力是物体间相互的机械作用。定义：力是物体间相互的机械作用。这种作用有两种效应这种作用有两种效应这种作用有两种效应 使物体产生使

3、物体产生使物体产生运动状态变化运动状态变化运动状态变化和和和形状变化形状变化形状变化。a a小车的运动小车的运动起重机大梁的变形起重机大梁的变形1.11.1 静力学基本概念静力学基本概念第4页/共94页力对物体的作用效果决定于力对物体的作用效果决定于?力的大小力的大小力的大小力的力的三要素三要素 力是矢量力是矢量 A AAB BBF FF力的单位力的单位力的单位牛顿（牛顿（牛顿（N NN)千牛（千牛（千牛（kNkNkN)定位矢量定位矢量定位矢量运动效应运动效应变形效应变形效应刚刚体体变变形形体体（内）（内）（外）（外）力的方向力的方向力的方向 力的作用点力的作用点力的作用点平动平动平动转动转动

4、转动平衡平衡平衡第5页/共94页x xxy yyz zzO OOA AAx xxy yyz zzF FFF FFy yyF FFx xxF FFZ ZZi iij jjk kkF Fz z zF Fx x xF Fy y yi+i+k kF=F=j j+F =F =F F i ix x xx x xF =F =F F j jy y yy y yF =F =F F k kz z zz z z力的解析表示力的解析表示 第6页/共94页b bF F FF FFR RR力的分类力的分类力的分类作用方式作用方式作用方式体积力体积力体积力表面力表面力表面力分布情况分布情况分布情况分布力分布力分布力集中力集

5、中力集中力（重力）（重力）（重力）分布力的理想化模型 集中力第7页/共94页等效力系的概念等效力系的概念等效力系的概念合力合力合力平衡力系平衡力系平衡力系 使同一个刚体产生相同作用效应的力系。使同一个刚体产生相同作用效应的力系。使同一个刚体产生相同作用效应的力系。如果某力系与一个力等效，则这一力称为力系的如果某力系与一个力等效，则这一力称为力系的如果某力系与一个力等效，则这一力称为力系的合力。合力。合力。作用于刚体，并使刚体保持平衡的力系。作用于刚体，并使刚体保持平衡的力系。作用于刚体，并使刚体保持平衡的力系。（零力系）（零力系）（零力系）力系的概念力系的概念力系的概念作用在物体的力的集合。作

6、用在物体的力的集合。作用在物体的力的集合。a aa aa aa=0a=0a=0第8页/共94页1.2 1.2 静力学公理静力学公理公理公理1 1 力的平行四边形法则力的平行四边形法则 作用在物体上同一点的两个力，可以合作用在物体上同一点的两个力，可以合作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个成为一个成为一个合力合力合力。合力合力合力的作用点仍在该点，的作用点仍在该点，的作用点仍在该点，合力合力合力的大小和的大小和的大小和方向，由这两个力为邻边构成的平行四边形方向，由这两个力为邻边构成的平行四边形方向，由这两个力为邻边构成的平行四边形地对角线确定。地对角线确定。地对角线确定。F=F=F F1

7、1 1F F2 2 2+A AAF FF1 11F FF2 22F FF第9页/共94页A AAF F1 1F F2 2F FFR RRFFxxFFyyxxyy最简单的力系简化的规律，最简单的力系简化的规律，最简单的力系简化的规律，是复杂力系简化的基础。是复杂力系简化的基础。是复杂力系简化的基础。力的分解的依据力的分解的依据力的分解的依据力的三角形法则力的三角形法则力的三角形法则A AAF FF1 11F FF2 22F FFO OOF FF1 11F FF2 22F FF1 11F FFF FF2 22F FF1 11O OO2 22第10页/共94页分析和讨论分析和讨论为什么帆船逆风时会走

8、为什么帆船逆风时会走为什么帆船逆风时会走“之之之”字形路线字形路线字形路线？第11页/共94页帆帆风风风向向向分析和讨论分析和讨论第12页/共94页分析和讨论分析和讨论第13页/共94页公理公理2 2 二力平衡公理二力平衡公理 作用在同一刚体上的的两个力，使作用在同一刚体上的的两个力，使作用在同一刚体上的的两个力，使刚体保持平衡刚体保持平衡刚体保持平衡的的的必要和充分条件必要和充分条件必要和充分条件是，这两个是，这两个是，这两个力的大小相等、方向相反、且在同一直线上。力的大小相等、方向相反、且在同一直线上。力的大小相等、方向相反、且在同一直线上。二力等值、反向、共线。二力等值、反向、共线。F

9、F1 1 1F F2 2 2F FF2 22F FF1 11A AAB BB第14页/共94页是一个最简单的平衡力系。是一个最简单的平衡力系。是一个最简单的平衡力系。充分必要条件充分必要条件充分必要条件 刚体。刚体。刚体。用于非刚体是用于非刚体是用于非刚体是必要而不充分的。必要而不充分的。必要而不充分的。与牛顿第三定律区分。与牛顿第三定律区分。与牛顿第三定律区分。二力构件二力构件二力构件A AAB BB二力杆二力杆二力杆第15页/共94页公理公理3 3 加减平衡力系原理加减平衡力系原理 在已知力上加上或减去任意的在已知力上加上或减去任意的在已知力上加上或减去任意的平衡力系平衡力系平衡力系，并不

10、改变原力系对刚体的作用。，并不改变原力系对刚体的作用。，并不改变原力系对刚体的作用。是力系简化的重理论依据和主要手段。是力系简化的重理论依据和主要手段。是力系简化的重理论依据和主要手段。不适用于变形体。不适用于变形体。不适用于变形体。a aaa aa第16页/共94页证明证明证明 A AAF FFB BBF FFA AAF FFB BBF F1 1F FF2 22B BBF FF2 22F FF1 11F FF2 22F FF推论推论1 1 力的可传性原理力的可传性原理 作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线作用线作用线移到

11、刚体内移到刚体内移到刚体内任意一点任意一点任意一点，并不改变该力，并不改变该力，并不改变该力对刚体的作用。对刚体的作用。对刚体的作用。第17页/共94页力的可传性。力的可传性。力的可传性。力的三要素力的三要素力的三要素力的大小、方向和力的大小、方向和力的大小、方向和作用线作用线作用线。力是力是力是滑动矢量滑动矢量滑动矢量。F FF力的可传性。力的可传性。力的可传性。力是力是力是定位矢量定位矢量定位矢量。变变形形体体力的三要素力的三要素力的三要素 力的大小、方向和力的大小、方向和力的大小、方向和作用点作用点作用点。讨论讨论讨论刚刚体体F FF第18页/共94页推论推论2 2 三力平衡汇交定理三力

12、平衡汇交定理 作用于刚体上作用于刚体上作用于刚体上三个相互平衡三个相互平衡三个相互平衡的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则第三个力的作用线必通过此汇交点，且三个力共面。第三个力的作用线必通过此汇交点，且三个力共面。第三个力的作用线必通过此汇交点，且三个力共面。该定理说明了该定理说明了该定理说明了不平行的三个力平衡不平行的三个力平衡不平行的三个力平衡的的的必要条件必要条件必要条件。可用来可用来可用来确定确定确定第三个力的作用线的第三个力的作用线的第三个力的作用线的方位方位方位。作业：证明该定理作业：证明该定理作业

13、：证明该定理A AAB BBC CCF FF1 11F FF2 22F FF3 33OO第19页/共94页 试想你是一名宇航员，你正在太空站外面做太空行走。由于过试想你是一名宇航员，你正在太空站外面做太空行走。由于过试想你是一名宇航员，你正在太空站外面做太空行走。由于过于兴奋，你忘了时间，结果你背包中的燃料在不知不觉中已消耗殆尽。于兴奋，你忘了时间，结果你背包中的燃料在不知不觉中已消耗殆尽。于兴奋，你忘了时间，结果你背包中的燃料在不知不觉中已消耗殆尽。你将怎样回到太空站？你将怎样回到太空站？你将怎样回到太空站？尽管你的背包已经空了，但是只要你把它给扔了，照样能够回到尽管你的背包已经空了，但是只

14、要你把它给扔了，照样能够回到尽管你的背包已经空了，但是只要你把它给扔了，照样能够回到太空站。太空站。太空站。怎样做到这一点。怎样做到这一点。怎样做到这一点。分析和讨论分析和讨论第20页/共94页公理公理4 4 作用和反作用定律作用和反作用定律（牛顿第三定律）（牛顿第三定律）（牛顿第三定律）力总是成对出现的。力总是成对出现的。力总是成对出现的。不能认为作用力与反作用力不能认为作用力与反作用力不能认为作用力与反作用力相互平衡，组成平相互平衡，组成平相互平衡，组成平衡力系衡力系衡力系。作用力和反作用力总是同时存在，两力作用力和反作用力总是同时存在，两力作用力和反作用力总是同时存在，两力的大小相等、方

15、向相反、沿着同一直线，的大小相等、方向相反、沿着同一直线，的大小相等、方向相反、沿着同一直线，分分分别作用在两个相互作用的物体上。别作用在两个相互作用的物体上。别作用在两个相互作用的物体上。WWWWWWF FFT TTWWWF FFT TT该定律概括了物体间相互作用的关系。该定律概括了物体间相互作用的关系。该定律概括了物体间相互作用的关系。第21页/共94页公理公理5 5 刚化原理刚化原理 变形体在某一力系作用下处于变形体在某一力系作用下处于变形体在某一力系作用下处于平衡平衡平衡，如将此，如将此，如将此变形体刚化为刚体变形体刚化为刚体变形体刚化为刚体，则平衡，则平衡，则平衡状态保持不变。状态保

16、持不变。状态保持不变。第22页/共94页柔性绳柔性绳刚性杆刚性杆建立了刚体静力学与变形体静力学的联系。建立了刚体静力学与变形体静力学的联系。建立了刚体静力学与变形体静力学的联系。刚体的平衡条件是变形体平衡的刚体的平衡条件是变形体平衡的刚体的平衡条件是变形体平衡的必要条件必要条件必要条件，而非充分条件而非充分条件而非充分条件。第23页/共94页1.31.3 约束和约束力约束和约束力1.1.概念概念 自由体自由体自由体 主动力主动力主动力第24页/共94页 非自由体非自由体非自由体Airbus 330第25页/共94页 限制物体运动的限制物体运动的其他物体其他物体。约束约束 约束施加于约束施加于被

17、约束物体被约束物体的力。的力。约束（反）力约束（反）力接触和连接方式的简化模型约束第26页/共94页 约束力的方向总是与约束所约束力的方向总是与约束所能阻止物体运动的方向相反的。能阻止物体运动的方向相反的。如何判断约束力如何判断约束力如何判断约束力方向方向方向或或或作用线作用线作用线的位置？的位置？的位置？约束力的大小未知约束力的大小未知约束力的大小未知原原 则则约束的性质约束的性质约束的性质接触面的接触面的接触面的物理性质物理性质物理性质和和和连接方式。连接方式。连接方式。非非非理理理想想想约约约束束束理理理想想想约约约束束束绝对光滑绝对光滑绝对光滑存在摩擦存在摩擦存在摩擦第27页/共94页

18、1.1.约束的基本类型约束的基本类型第28页/共94页（1 1）柔性体约束柔性体约束（绳索、胶带、链条）（绳索、胶带、链条）（绳索、胶带、链条）特点特点特点确定确定确定提供拉力提供拉力提供拉力WWW1 11WWW2 22WWW2 22F FFT TT1 11F FFT TT2 22WWW1 11F FFT TT1 11F FFT2T2T2F FFT TT3 33未知数未知数未知数1 11绳索对物体的约束力：作用在接触点，方向沿着绳索背离物体第29页/共94页第30页/共94页F FFT TT2 22F FFT TT1 11F FFT TT1 11F FFT TT2 22胶带、链条也只能承受拉力

19、当它们绕在轮子上时，对轮子的约束力沿轮缘的切线方向。第31页/共94页（2 2）光滑接触面约束光滑接触面约束F FFN NN法向反力法向反力法向反力F FFN NN特点特点特点确定确定确定提供压力提供压力提供压力未知数未知数未知数 1 11B BBA AAO OOF FFN NNwwnntt第32页/共94页第33页/共94页特点：这类约束不能限制物体沿约束表面切线的位移，只能阻碍物体沿接触表面法线并指向约束内部的位移。结论：光滑接触面对物体的约束力，作用在接触点处，方向沿接触表面的公法线，并指向被约束物体。第34页/共94页WWWA AAB BBC CCF FFB BBF FFC CCF F

20、FA AAF FFN NN t t tn nnWWWO OO动脑又动笔动脑又动笔动脑又动笔 第35页/共94页 光滑圆柱铰链光滑圆柱铰链特点特点特点第36页/共94页 F Fx x xy y yF Fx xF Fy y未知数未知数未知数2 22约束力确定约束力确定约束力确定OOA AF Fx xF Fy yF FR RR第37页/共94页第38页/共94页第39页/共94页 固定铰支固定铰支座座特点特点特点 约束力的确定约束力的确定约束力的确定 F FFx xxF FFy yy未知数未知数未知数 2 22力学符号力学符号力学符号第40页/共94页A AAF FFx xxF FFy yyF FF

21、y yyF FFx xxF FFx xxF FFy yyF FFx xxF FFy yy？中间铰中间铰约束符号约束符号未知数未知数未知数 2 22第41页/共94页第42页/共94页（4 4）活动铰支座）活动铰支座 特点特点特点 力学符号力学符号力学符号F FFN NN未知数未知数未知数 1 11约束力的确定约束力的确定约束力的确定 第43页/共94页第44页/共94页B BBWWWA AAF FFx xxF FFy yyF FFN NN简支梁。试分析简支梁。试分析简支梁。试分析 A AA、B B B 两点的约束反力。两点的约束反力。两点的约束反力。动脑又动笔动脑又动笔动脑又动笔 第45页/共

22、94页（5 5）光滑球形铰链）光滑球形铰链特点特点特点 约束力确定约束力确定约束力确定 未知数未知数未知数 3 33 固固连连于于构构件件上上的的小小球球嵌嵌入入另另一一构构件件上上的的球球窝窝内内，若若接接触触面面的的摩摩擦擦可可忽忽略略不不计计，即即构构成成光光滑球形铰链滑球形铰链。球窝球窝小球小球第46页/共94页第47页/共94页球窝球窝小球小球 与与圆圆柱柱铰铰链链相相似似，球球铰铰提提供供的的约约束束力力是是一一个个过过球球心心、大大小小和和方方向向都都未未知知的的三三维维空空间间矢矢量量F FNN，常常用用三三个个大大小小未未知知的的正正交分力交分力F Fxx、F Fy y 和和

23、F Fzz来表示。来表示。球铰的表示形式球铰的表示形式第48页/共94页光滑球铰链约束实例第49页/共94页盆骨与股骨之间的球铰联结盆骨与股骨之间的球铰联结第50页/共94页中国脊中国脊 2008 2008 2008年奥运会乒乓球馆坐落年奥运会乒乓球馆坐落年奥运会乒乓球馆坐落于北京大学校园内。于北京大学校园内。于北京大学校园内。600060006000固定固定固定坐席坐席坐席200020002000可移动坐席可移动坐席可移动坐席,结构结构结构支撑跨度支撑跨度支撑跨度80m64m80m64m80m64m。整个屋盖。整个屋盖。整个屋盖结构由结构由结构由323232榀辐射桁架、中央刚榀辐射桁架、中央

24、刚榀辐射桁架、中央刚性环、中央球壳和下撑杆、下性环、中央球壳和下撑杆、下性环、中央球壳和下撑杆、下刚性环、辐射拉索及支撑体系刚性环、辐射拉索及支撑体系刚性环、辐射拉索及支撑体系六部分组成。六部分组成。六部分组成。除四角外，其余除四角外，其余除四角外，其余支座均为可滑动抗震球铰支座支座均为可滑动抗震球铰支座支座均为可滑动抗震球铰支座。工程应用工程应用第51页/共94页 链杆约束（双铰链刚杆约束）链杆约束（双铰链刚杆约束）链杆链杆链杆两端用光滑铰链与其他构件连接，且不考虑自重的刚杆。两端用光滑铰链与其他构件连接，且不考虑自重的刚杆。两端用光滑铰链与其他构件连接，且不考虑自重的刚杆。两端用光滑铰链连

25、接两端用光滑铰链连接两端用光滑铰链连接中间不受力中间不受力中间不受力要点要点要点 特点特点特点 A AAB BBF FFA AAF FFB BBA AAB BB二力构件二力构件二力构件二力杆二力杆二力杆力一定沿杆两端铰链的连线，等值反向。力一定沿杆两端铰链的连线，等值反向。力一定沿杆两端铰链的连线，等值反向。第52页/共94页英国福思桥 工程应用工程应用第53页/共94页CABABFAFB双铰链刚杆约束12 约束和约束力受力图正确吗?动脑又动笔动脑又动笔动脑又动笔 第54页/共94页CBDAABF FB BF FA A双铰链刚杆约束12 约束和约束力动脑又动笔动脑又动笔动脑又动笔 受力图正确吗

26、?第55页/共94页（7 7）其他约束）其他约束特点特点特点 约束力确定约束力确定约束力确定 向心轴承向心轴承第56页/共94页F FFx xxF FFy yyF FFz zz止推轴承止推轴承特点特点特点 约束力的确定约束力的确定约束力的确定 第57页/共94页第58页/共94页约束类型约束类型约束类型约束力约束力约束力未知量未知量未知量F FFN NN1 1F FFz zzF FFy yy2 2F FFz zzF FFy yyF FFx xx3 3第59页/共94页分析和讨论分析和讨论如果没有关节，人体会像木板一样僵硬，关节使人体能如果没有关节，人体会像木板一样僵硬，关节使人体能以多种方式运

27、动。将我们身上各主要关节简化成各种约以多种方式运动。将我们身上各主要关节简化成各种约束，肩关节（束，肩关节（）、膝关节（）、膝关节（）、）、髋关节（髋关节（）、肘关节（）、肘关节（）。）。第60页/共94页1.41.4 受力图受力图1.1.研究对象研究对象分离体或隔离体分离体或隔离体分离体或隔离体 被解除了约束的物体。被解除了约束的物体。被解除了约束的物体。研究对象研究对象研究对象约束力约束力约束力主动力主动力主动力受受受力力力图图图 受力分析是力学所特有的研究方法；是解决力学问题的关键步骤；是一切工程受力分析是力学所特有的研究方法；是解决力学问题的关键步骤；是一切工程受力分析是力学所特有的研

28、究方法；是解决力学问题的关键步骤；是一切工程力学研究的基础。力学研究的基础。力学研究的基础。F FFN NNWWW第61页/共94页 用力用力用力F F F 拉动碾子以轧平路面拉动碾子以轧平路面拉动碾子以轧平路面,重为重为重为G GG 的碾子受到的碾子受到的碾子受到一石块的阻碍，如图所示。试画出碾子的受力图。一石块的阻碍，如图所示。试画出碾子的受力图。一石块的阻碍，如图所示。试画出碾子的受力图。A A AB B BF F F例例 题题 1 11.1.物体的受力分析物体的受力分析取取分离体分离体，画，画受力图。受力图。碾子的受力图为碾子的受力图为碾子的受力图为A A AB B BF F FN N

29、NA AAF F FN NNB BB解：解：解：F F FG GG第62页/共94页F FFT TTF FFy yyF FFx xxF FFWWWF FFT TT滑滑滑轮轮轮自自自重重重不不不计计计例例 题题 2 2F FFWWW第63页/共94页A AAB BBF FFF FFN NNFFyyFFxx自重不计自重不计自重不计例例 题题 3 3F FFA AAB BBFFRRAABBFFFFNN第64页/共94页A AAWWWB BB F FFB BBF FFN NNB BBWWWF FFN NNB BBWWWF FFx xxF FFy yyF FFB BBF FFN NNB BBWWW动脑又

30、动笔动脑又动笔动脑又动笔 第65页/共94页F FFB BB 以整体为研究对象以整体为研究对象以整体为研究对象A AAC CCB BBC CCF FFB BB 以以以 为为为研研研究究究对对对象象象ACACAC 以以以 为为为研研研究究究对对对象象象BCBCBCF FFC CCF FFC CCF FFF FFy yyF FFx xxF FFA AAF FFA AAF FFA AAB BBC CCA AAB BBF FFC CC自重不计自重不计自重不计例例 题题 4 4F FFy yyF FFx xx第66页/共94页A AAB BBC CCF FFF FFNANANAF FFNBNBNB讨论讨

31、论讨论F FFA AAB BBC CC第67页/共94页F FFC CCF FFC CC系统系统系统不用画不用画不用画外力外力外力内力内力内力主动力主动力主动力约束力约束力约束力讨论讨论讨论F FFB BBA AAB BBF FFC CCF FFy yyF FFx xxF FFB BBA AAB BBF FFC CCF FFy yyF FFx xx以整体为研究对象以整体为研究对象以整体为研究对象F FFA AAB BBC CC第68页/共94页A AAB BBC CCD DDE EEH HH不不不计计计自自自重重重 DEDEDEC CCA AAB BBD DDE EEH HHF FFF FFF

32、 FFTDTDTD ABABAB ACACAC 整体整体D DDE EEF FFTDTDTDF FFTETETEF FFy yyF FFx xxF FFx xxF FFy yyA AAB BBH HHD DDC CCA AAE EEF FFB BBF FFC CCF FFTETETEFFF FFB BBF FFC CC动脑又动笔动脑又动笔动脑又动笔 第69页/共94页 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。画出所有作用在分离体上的主动力。画出所有作用在分离体上的主动力。在分离体的所有约束处，根据约束的类型画出约束力。在分离体的所有约束处，根据约束的类型画出约束力。步骤

33、步骤：第70页/共94页注意注意 解除约束与约束力一一对应。解除约束与约束力一一对应。解除约束与约束力一一对应。根据约束的类型画出相应的约束力。根据约束的类型画出相应的约束力。根据约束的类型画出相应的约束力。二力构件正确判断，且优先画出。二力构件正确判断，且优先画出。二力构件正确判断，且优先画出。三力平衡可用也可不用。三力平衡可用也可不用。三力平衡可用也可不用。作用力与反作用力配对。作用力与反作用力配对。作用力与反作用力配对。系统的内力不画。系统的内力不画。系统的内力不画。第71页/共94页B BBA AAC CCD DDF FFP PP ACACAC CBCBCBF FFN NNB BBF

34、FFC CCx xxF FFCyCyCyF FFAyAyAyF FFAxAxAxA AAD DDC CCF FFNDNDNDB BBC CCF FFP PPF FFCyCyCyF FFC CCx xx表示法一表示法一表示法一动脑又动笔动脑又动笔动脑又动笔 第72页/共94页F FFP PPB BBC CCF FFNDNDNDF FFC CCF FFA AAF FFNBNBNBB BBA AAC CCD DDF FFP PP ACACAC CBCBCB表示法二表示法二表示法二A AAD DDC CCF FFC CC动脑又动笔动脑又动笔动脑又动笔 第73页/共94页F FFAyAyAyF FFAx

35、AxAxF FFD DDB BBC CCA AAD DDF FFT TTWWWB BBC CCA AAD DDF FFT TTWWW第74页/共94页B BBC CCA AAD DDF FFT TTWWWFFTTB BBF FFBxBxBxF FFByByByWWWC CCD DDF FFC CCFFDDF FFC CCC CCA AAB BBF FFByByByF FFBxBxBxF FFAyAyAyF FFAxAxAx动脑又动笔动脑又动笔动脑又动笔 第75页/共94页 在在在图图图示示示的的的平平平面面面系系系统统统中中中，匀匀匀质质质球球球A A A 重重重G GG1 11，借借借本本本

36、身身身重重重量量量和和和摩摩摩擦擦擦不不不计计计的的的理理理想想想滑滑滑轮轮轮C C C 和和和柔柔柔绳绳绳维维维持持持在在在仰仰仰角角角是是是 的的的光光光滑滑滑斜斜斜面面面上上上，绳绳绳的的的一一一端端端挂挂挂着着着重重重G GG2 22的的的物物物块块块B B B。试试试分分分析析析物物物块块块B B B ,球球球A A A和和和滑滑滑轮轮轮C CC的的的受受受力力力情情情况况况，并并并分分分别别别画出平衡时各物体的受力图画出平衡时各物体的受力图画出平衡时各物体的受力图。C CCG GGB BBH HHE EEG GG1 11A AAF FFD DDG GG2 22动脑又动笔动脑又动笔动

37、脑又动笔 第76页/共94页解：解：解：1 1 1.物块物块物块 B B B 的的的受受力图。力图。力图。B BBD DDG GG2 22F FFD DD C CCG GGB BBH HHE EEG GG1 11A AAF FFD DDG GG2 22动脑又动笔动脑又动笔动脑又动笔 第77页/共94页A AAE EEF FFGG1 1F FFF FFF FE E 1.1.1.球球球 A A A 的的的受力图。受力图。受力图。C CCG GGB BBH HHE EEG GG1 11A AAF FFD DDG GG2 22动脑又动笔动脑又动笔动脑又动笔 第78页/共94页 3 3 3.滑轮滑轮滑轮

38、 C C C 的受力图。的受力图。的受力图。C CCF FFC CCF FFH HHF FFG GGI IIG GGH HH C CCG GGB BBH HHE EEG GG1 11A AAF FFD DDG GG2 22动脑又动笔动脑又动笔动脑又动笔 第79页/共94页 等等等腰腰腰三三三角角角形形形构构构架架架ABCABCABC 的的的顶顶顶点点点 A A A，B B B，C CC 都都都用用用铰铰铰链链链连连连接接接，底底底边边边ACACAC固固固定定定，而而而ABABAB 边边边的的的中中中点点点D D D 作作作用用用有有有平平平行行行于于于固固固定定定边边边ACACAC 的的的力力

39、力F F F，如如如图图图所所所示示示。不不不计计计各各各杆杆杆自自自重重重，试试试画画画出出出杆杆杆ABABAB 和和和BCBCBC 的受力图。的受力图。的受力图。B BBE EEC CCA AAF F FD DD动脑又动笔动脑又动笔动脑又动笔 第80页/共94页解：解：解：1 1 1.杆杆杆 BC BC BC 的受力图。的受力图。的受力图。F F FB BBF F FC CCB BBC CCB BBE EEC CCA AAF F FD DD动脑又动笔动脑又动笔动脑又动笔 第81页/共94页1.1.1.杆杆杆 AB AB AB 的受力图。的受力图。的受力图。表示法一表示法一表示法一 表示法二

40、表示法二表示法二B BBD DDA AAF FF F FAxAxAxF F FAyAyAyF F FB BBB BBD DDA AAH HHF F FF F FA AAF F FB BB解：解：解：B BBE EEC CCA AAF F FD DD动脑又动笔动脑又动笔动脑又动笔 第82页/共94页基 本 概 念 与 受 力 分 析本章内容小结本章内容小结基本概念基本概念基本概念合力合力合力平衡平衡平衡刚体刚体刚体约束约束约束力力力力系力系力系等效力系等效力系等效力系平衡力系平衡力系平衡力系静力学公理静力学公理静力学公理力的平行四边形法则力的平行四边形法则力的平行四边形法则刚化原理刚化原理刚化原

41、理二力平衡公理二力平衡公理二力平衡公理加减平衡力系原理加减平衡力系原理加减平衡力系原理作用与反作用定律作用与反作用定律作用与反作用定律力的可传性原理力的可传性原理力的可传性原理三力平衡汇交定理三力平衡汇交定理三力平衡汇交定理约束与约束力约束与约束力约束与约束力受力分析受力分析受力分析受力图受力图受力图约束的类型约束的类型约束的类型约束力的确定约束力的确定约束力的确定第83页/共94页综合练习综合练习一、是非题一、是非题一、是非题1.1.1.一物体在两个力的作用下，平衡的充分必要条件是这两个力一物体在两个力的作用下，平衡的充分必要条件是这两个力一物体在两个力的作用下，平衡的充分必要条件是这两个力

42、等值、反向、共线。等值、反向、共线。等值、反向、共线。1.1.1.若作用在刚体上的三个力的作用线汇交于一点，则该刚体若作用在刚体上的三个力的作用线汇交于一点，则该刚体若作用在刚体上的三个力的作用线汇交于一点，则该刚体必处于平衡状态。必处于平衡状态。必处于平衡状态。3.3.3.凡是受到二个力作用的刚体都是二力构件。凡是受到二个力作用的刚体都是二力构件。凡是受到二个力作用的刚体都是二力构件。4.4.4.力是滑动矢量，力沿其作用线滑移不会改变对物体的作用效果。力是滑动矢量，力沿其作用线滑移不会改变对物体的作用效果。力是滑动矢量，力沿其作用线滑移不会改变对物体的作用效果。5.5.5.合力一定比分力大。

43、合力一定比分力大。合力一定比分力大。6.6.6.约束力的方向总是与约束所能阻止的被约束的物体运动方向一约束力的方向总是与约束所能阻止的被约束的物体运动方向一约束力的方向总是与约束所能阻止的被约束的物体运动方向一致的。致的。致的。第84页/共94页二、二、二、选择题选择题选择题1.1.1.只适用于刚体的公理是只适用于刚体的公理是只适用于刚体的公理是b.b.b.力的平行四边形法则力的平行四边形法则力的平行四边形法则a.a.a.二力平衡公理二力平衡公理二力平衡公理d.d.d.加减平衡力系原理加减平衡力系原理加减平衡力系原理c.c.c.作用与反作用定律作用与反作用定律作用与反作用定律2.2.2.图示楔

44、形块自重不计，并在光滑的平面相接触。若其上分别图示楔形块自重不计，并在光滑的平面相接触。若其上分别图示楔形块自重不计，并在光滑的平面相接触。若其上分别作用有等值、反向、共线的二力，则此二刚体平衡的情况是作用有等值、反向、共线的二力，则此二刚体平衡的情况是作用有等值、反向、共线的二力，则此二刚体平衡的情况是F F FB B BF F FA A An n nn n nmmmmmma.a.a.二物体都不平衡二物体都不平衡二物体都不平衡b.b.b.二物体都能平衡二物体都能平衡二物体都能平衡c.c.c.A A A平衡平衡平衡 ，B B B 不平衡不平衡不平衡d.d.d.B B B平衡平衡平衡 ，A A

45、A 不平衡不平衡不平衡第85页/共94页3.3.3.在三种情况下，力在三种情况下，力在三种情况下，力F F F 沿其作用线滑移到沿其作用线滑移到沿其作用线滑移到D DD点，并不改变点，并不改变点，并不改变B B B处受力处受力处受力情况是情况是情况是F FFA A AB B BD DDF FFA A AB B BD DDC CCF FFA A AB B BD DDC CC第86页/共94页三、填空题三、填空题三、填空题A A AB B BF F FF F F2 22F F F1 11F F F4 44F F F3 33a aaa aaa aaA AAE EED DDC CCB BBG GGF

46、F F1.1.1.ABABAB杆自重不计，在五个已知力的作用下杆自重不计，在五个已知力的作用下杆自重不计，在五个已知力的作用下处于平衡状态。则作用于处于平衡状态。则作用于处于平衡状态。则作用于B B B 点的四个力点的四个力点的四个力的合力的合力的合力F F FR R R 的大小的大小的大小 F F FR RR =，方向，方向，方向沿沿沿 。2.2.2.两直角刚性杆两直角刚性杆两直角刚性杆 ABCABCABC、DEG DEG DEG 在处在处在处 G G G 铰接如图。若不计自重，则当垂直铰接如图。若不计自重，则当垂直铰接如图。若不计自重，则当垂直BCBCBC边的主动力边的主动力边的主动力 F

47、 F F 从从从 B B B 点移动到点移动到点移动到 C CC 点的过点的过点的过程中，程中，程中，A A A 处约束力的作用线与处约束力的作用线与处约束力的作用线与 AB AB AB 方向方向方向的夹角从的夹角从的夹角从 起变化到起变化到起变化到 。F F FABABAB，与，与，与F F F 的方向相反的方向相反的方向相反0 0 0 O OO90 90 90 O OO第87页/共94页四、作图题四、作图题四、作图题1.1.1.试将作用于试将作用于试将作用于 A A A 点的力点的力点的力 F F F 依下述条件分解为两个力：依下述条件分解为两个力：依下述条件分解为两个力：(a)(a)(a

48、)A AAF FFB BBC CCA AAF FF(b)(b)(b)F FF1 11A AAF FFMMMN NN(c)(c)(c)(a)(a)(a)沿沿沿 AB AB AB、AC AC AC 方向方向方向 ；(b)(b)(b)已知分力已知分力已知分力F F F 1 1 1；(c c c)一分力沿已知方位一分力沿已知方位一分力沿已知方位 M N M N M N，另一分力要数值最小，另一分力要数值最小，另一分力要数值最小 。(53)(53)(53)F FF2 22F FF1 11F FF2 22F FF2 22F FF1 11第88页/共94页2.2.2.画受力图。画受力图。画受力图。rrrrA

49、ABBP PP PWWWF F FA A AO OOE E ED DDC CCB B B(2)(2)(2)分别分别分别画出画出画出 OAOAOA、ABABAB、CD CD CD 的受力图。的受力图。的受力图。(3)(3)(3)分别分别分别画出小球画出小球画出小球ABABAB及系统及系统及系统的的的受力图。受力图。受力图。q q q A A AB B BC CC(1)(1)(1)画出画出画出 ABC ABC ABC 梁梁梁的受力图。的受力图。的受力图。第89页/共94页q q q A A AB B BC CCq q qA A AB B BC CCF F FAxAxAxF F FAyAyAyF F

50、 FB BBF F FC CC第90页/共94页F F FA A AO OOE E ED DDC CCB B BA A AO OOC CCF F FE E ED DDC CCF F FOxOxOxF F FOyOyOyF F FCxCxCxF F FCyCyCyF F FAxAxAxF F FAyAyAyA A AE E EB B BF F FAxAxAxF F FAyAyAyF F FByByByF F FBxBxBxF F FE EEF F FE EEF F FCxCxCxF F FCyCyCy第91页/共94页rrrrAABBP PP PWWrrrrAABBP PP PF F FN NN