哈工大_理论力学课件_第一章.ppt

第一章静力学公理和物体的受力分析静力学：研究物体在力系作用下的平衡规律的科学。 基本概念刚体：在力的作用下，其内部任意两点间的距离始终保持不变的物体.力：物体间相互的机械作用，作用效果使物体的机械运动状态发生改变．力的三要素：大小、方向、作用点力系：力的集合.固定矢量． 基本概念等效力系：如果一个力系的作用效果与另一个力系作用效果相同，称为等效力系。平衡力系：一个力系如果与零力系等效，则该力系称为平衡力系．静力学研究的三个问题： §1-1静力学公理刚化原理力的平行四边形法则二力平衡条件加减平衡力系原理作用和反作用定律 力的平行四边形法则作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。 二力平衡条件作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力的大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。平衡力系 加减平衡力系原理在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。 作用与反作用定律作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，等值、反向、共线，作用在相互作用的两个物体上． 刚化原理变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，其平衡状态保持不变刚体平衡条件是变形体平衡的必要条件 例：变形体的情况 推论1：力的可传性原理作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用。 推论2：三力平衡汇交定理作用于刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则此三力必在同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点。 1-2约束和约束力自由体：非自由体： 约束与约束力的性质约束：对研究对象的位移起限制作用的物体。约束力：约束对被约束物体的作用力。约束力大小——待定作用点——接触点方向——与该约束所能阻碍的位移方向相反 柔绳约束柔软不可伸长 柔绳约束举例 光滑接触面约束 径向轴承约束特点：轴在轴承孔内可自由转动，但不能移动 径向轴承约束力 光滑圆柱铰链约束 光滑圆柱铰链约束力 固定铰链支座 光滑铰链约束径向轴承圆柱铰链固定铰支座约束特性相同—光滑圆柱接触面约束—只限制物体径向位移，不限制轴向位移及绕轴线转动—约束力可用通过轴心的一对正交分力表示 滚动铰链支座 球铰链 止推轴承 §1-3物体的受力分析和受力图例1-1碾子重为，拉力为，、处光滑接触，画出碾子的受力图． 解取分离体画出主动力画出约束力 例1-2水平均质梁AB重为P1，电动机重为P2，不计杆CD的自重，画出杆CD和梁AB的受力图。 解：分别画出杆CD和梁AB的受力图 例1-3不计三铰拱桥的自重与摩擦，画出左、右拱AC、BC的受力图． 解：作AC、BC的受力图 例1-4不计自重的梯子放在光滑水平地面上，画出梯子、梯子左右两部分与整个系统受力图． 解：AB和AC部分的受力图 梯子整体受力图 例1-5作出图示结构各构件的受力图，结构自重忽略不计。 Solution 练习1-1