理論力學(xué)第一章緒論

1、1 理理 論論 力力 學(xué)學(xué) TheoreticalTheoretical MechanicsMechanics主講：李主講：李 輝輝 學(xué)習(xí)經(jīng)歷：學(xué)習(xí)經(jīng)歷：20052009工學(xué)學(xué)士（農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化）工學(xué)學(xué)士（農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化） 20092012工學(xué)碩士（農(nóng)業(yè)機(jī)械工程）工學(xué)碩士（農(nóng)業(yè)機(jī)械工程）聯(lián)系方式：聯(lián)系方式：Tel-mail： 2 課程性質(zhì)：課程性質(zhì)：技術(shù)基礎(chǔ)課（必修課）技術(shù)基礎(chǔ)課（必修課）注重理論分析注重理論分析 聯(lián)系工程實(shí)際聯(lián)系工程實(shí)際課程概況課程概況 課程關(guān)系：課程關(guān)系：以高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)為基礎(chǔ)，為專業(yè)課打基礎(chǔ)以高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)為基礎(chǔ)，為專

2、業(yè)課打基礎(chǔ)新概念多，公式多，作業(yè)多新概念多，公式多，作業(yè)多 章節(jié)安排：章節(jié)安排：共共14章，章，52個(gè)小節(jié)，個(gè)小節(jié)，48個(gè)學(xué)時(shí)，個(gè)學(xué)時(shí)，48節(jié)課時(shí)間節(jié)課時(shí)間講完，講完，3個(gè)學(xué)分個(gè)學(xué)分 學(xué)習(xí)要求：學(xué)習(xí)要求：1、記筆記；、記筆記；2、先讀書(shū)，后做作業(yè)，、先讀書(shū)，后做作業(yè)，按時(shí)交作按時(shí)交作業(yè)；業(yè)；3、課前要預(yù)習(xí)，上課要帶書(shū)。、課前要預(yù)習(xí)，上課要帶書(shū)。4、上課要集中精力，認(rèn)真、上課要集中精力，認(rèn)真聽(tīng)，重點(diǎn)記聽(tīng)，重點(diǎn)記適當(dāng)考勤，作為平時(shí)成績(jī)計(jì)入總成績(jī)適當(dāng)考勤，作為平時(shí)成績(jī)計(jì)入總成績(jī)3緒緒 論論* *理論力學(xué)的研究對(duì)象和內(nèi)容理論力學(xué)的研究對(duì)象和內(nèi)容 * *學(xué)習(xí)目的和學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)目的和學(xué)習(xí)方法* *教學(xué)參考

3、書(shū)教學(xué)參考書(shū)4 物體在空間的物體在空間的位置位置隨時(shí)間的變化。隨時(shí)間的變化。理論力學(xué)基于牛頓和伽利略的經(jīng)典力學(xué)理論（屬于古典力理論力學(xué)基于牛頓和伽利略的經(jīng)典力學(xué)理論（屬于古典力學(xué)的范疇）學(xué)的范疇）物體的物體的平衡平衡狀態(tài)。狀態(tài)。物體的運(yùn)動(dòng)和受力之間的關(guān)系。物體的運(yùn)動(dòng)和受力之間的關(guān)系。理論力學(xué)的研究對(duì)象和內(nèi)容理論力學(xué)的研究對(duì)象和內(nèi)容 機(jī)械運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)在各種運(yùn)動(dòng)形式中機(jī)械運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)在各種運(yùn)動(dòng)形式中最簡(jiǎn)單最簡(jiǎn)單的一種運(yùn)動(dòng)。的一種運(yùn)動(dòng)。5靜力學(xué)主要研究物體靜力學(xué)主要研究物體受力分析受力分析的基本方法、的基本方法、力的力的基本性質(zhì)基本性質(zhì)、物體、物體的的平衡規(guī)律平衡規(guī)律。運(yùn)動(dòng)學(xué)只研究運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)只研究運(yùn)動(dòng)的

4、純的純幾何幾何特性，例特性，例如軌跡、位移、速如軌跡、位移、速度、加速度等。度、加速度等。動(dòng)力學(xué)研究物體的動(dòng)力學(xué)研究物體的運(yùn)動(dòng)和受力運(yùn)動(dòng)和受力之間的之間的關(guān)系。關(guān)系。6 理論力學(xué)是工科專業(yè)（建筑、土木工程、機(jī)械、航空航理論力學(xué)是工科專業(yè)（建筑、土木工程、機(jī)械、航空航天等）的一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課。天等）的一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課。 理論力學(xué)理論力學(xué)高等數(shù)學(xué)高等數(shù)學(xué)大學(xué)物理大學(xué)物理材料力學(xué)材料力學(xué)機(jī)械原理機(jī)械原理水力學(xué)水力學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)其他專業(yè)課程其他專業(yè)課程學(xué)習(xí)理論力學(xué)的目的學(xué)習(xí)理論力學(xué)的目的7學(xué)習(xí)理論力學(xué)的目的學(xué)習(xí)理論力學(xué)的目的理論力學(xué)是現(xiàn)代工程技術(shù)的重要基礎(chǔ)理論之一理論力學(xué)是現(xiàn)代工程技術(shù)的重要基礎(chǔ)理論之

5、一理論力學(xué)是學(xué)習(xí)一系列后續(xù)課程的重要基礎(chǔ)理論力學(xué)是學(xué)習(xí)一系列后續(xù)課程的重要基礎(chǔ)有助于我們提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力有助于我們提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力8 通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要能掌握通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要能掌握物體受力分析物體受力分析的基本方法的基本方法、力系的平衡條件及其應(yīng)用力系的平衡條件及其應(yīng)用；掌握；掌握物物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律和分析方法體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律和分析方法，初步學(xué)會(huì)，初步學(xué)會(huì)利利用理論力學(xué)的理論和研究方法分析、解決一些工用理論力學(xué)的理論和研究方法分析、解決一些工程實(shí)際問(wèn)題程實(shí)際問(wèn)題。 結(jié)合本課程的特點(diǎn)，培養(yǎng)我們辯證唯物主義世結(jié)合本課程的特點(diǎn)，培養(yǎng)我們辯證唯物主義世界觀，樹(shù)立正

6、確的思想方法和提高分析問(wèn)題與解界觀，樹(shù)立正確的思想方法和提高分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的決問(wèn)題的能力能力。9理論力學(xué)的學(xué)習(xí)方法理論力學(xué)的學(xué)習(xí)方法1 1 如何學(xué)好理論力學(xué)如何學(xué)好理論力學(xué)n學(xué)習(xí)理論力學(xué)必須深刻地反復(fù)地理解它的基本學(xué)習(xí)理論力學(xué)必須深刻地反復(fù)地理解它的基本概念和公理或定律概念和公理或定律n要透徹理解由基本概念、公理或定律導(dǎo)出的定要透徹理解由基本概念、公理或定律導(dǎo)出的定理和結(jié)論，以及由這些定理和結(jié)論引出的基本理和結(jié)論，以及由這些定理和結(jié)論引出的基本方法，他們是理論力學(xué)的主要內(nèi)容。方法，他們是理論力學(xué)的主要內(nèi)容。n掌握抽象化的方法，理論聯(lián)系實(shí)際，要逐步培掌握抽象化的方法，理論聯(lián)系實(shí)際，要逐步培養(yǎng)

7、把具體實(shí)際問(wèn)題抽象成為力學(xué)模型的能力養(yǎng)把具體實(shí)際問(wèn)題抽象成為力學(xué)模型的能力 10n上課時(shí)主動(dòng)思考，跟上教學(xué)進(jìn)度。盡量不缺課。上課時(shí)主動(dòng)思考，跟上教學(xué)進(jìn)度。盡量不缺課。n按時(shí)獨(dú)立做好布置的作業(yè)，作業(yè)中的圖要畫(huà)清按時(shí)獨(dú)立做好布置的作業(yè)，作業(yè)中的圖要畫(huà)清 楚，算式要寫(xiě)清楚。楚，算式要寫(xiě)清楚。n要做大量的習(xí)題和思考題。要做大量的習(xí)題和思考題。112 2 在學(xué)習(xí)中遇到困難怎么辦？在學(xué)習(xí)中遇到困難怎么辦？n閱讀相關(guān)教材和習(xí)題解答閱讀相關(guān)教材和習(xí)題解答找老師答疑找老師答疑發(fā)送電子郵件發(fā)送電子郵件或直接打電話和老師一起商討或直接打電話和老師一起商討123 3 理論力學(xué)成績(jī)確定理論力學(xué)成績(jī)確定n作業(yè)作業(yè) 20%

8、20%n考勤考勤 10%10%n卷面考試卷面考試 70%70%n卷面成績(jī)要達(dá)到卷面成績(jī)要達(dá)到4343分分13學(xué)習(xí)參考書(shū)學(xué)習(xí)參考書(shū)n教材：建筑力學(xué)第一分冊(cè)理論力學(xué)（第教材：建筑力學(xué)第一分冊(cè)理論力學(xué)（第4 4版）版） 重慶大重慶大學(xué)學(xué) 鄒昭文鄒昭文 程光均程光均 張祥東編高教出版社張祥東編高教出版社n理論力學(xué)理論力學(xué) （第七版）哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研（第七版）哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研組編高教出版社組編高教出版社n理論力學(xué)解題指導(dǎo)和習(xí)題集（第理論力學(xué)解題指導(dǎo)和習(xí)題集（第3 3版）王鐸版）王鐸 程靳主程靳主編高教出版社編高教出版社 14第一篇第一篇 靜力學(xué)靜力學(xué)15第一章第一章 靜力學(xué)基本公理和

9、物體的受力分析靜力學(xué)基本公理和物體的受力分析161-1靜力學(xué)基本概念：靜力學(xué)基本概念： 靜力學(xué)靜力學(xué) 是研究物體在力系作用下的平衡條件的學(xué)科。是研究物體在力系作用下的平衡條件的學(xué)科。 在靜力學(xué)中所指的物體都是在靜力學(xué)中所指的物體都是剛體剛體。靜力學(xué)研究對(duì)象。靜力學(xué)研究對(duì)象- -剛體剛體 剛體剛體：是指在運(yùn)動(dòng)中和受力作用后，其形狀和大小都不發(fā)生改：是指在運(yùn)動(dòng)中和受力作用后，其形狀和大小都不發(fā)生改變，而且，其內(nèi)部任意兩點(diǎn)間的距離保持不變的物體，變，而且，其內(nèi)部任意兩點(diǎn)間的距離保持不變的物體，是一個(gè)理想是一個(gè)理想化的力學(xué)模型化的力學(xué)模型。幾個(gè)基本概念幾個(gè)基本概念 力力：物體間相互的機(jī)械作用，作用效果

10、使物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)：物體間相互的機(jī)械作用，作用效果使物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，同時(shí)使物體產(chǎn)生變形。生改變，同時(shí)使物體產(chǎn)生變形。 主要研究力的基本性質(zhì)和力系的合成規(guī)律以及力系的平主要研究力的基本性質(zhì)和力系的合成規(guī)律以及力系的平衡理論。衡理論。 運(yùn)動(dòng)效應(yīng)（外效應(yīng)）運(yùn)動(dòng)效應(yīng)（外效應(yīng)）：力使物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的效應(yīng)：力使物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的效應(yīng) 變形效應(yīng)（內(nèi)效應(yīng)）變形效應(yīng)（內(nèi)效應(yīng)）：力使物體產(chǎn)生變形的效應(yīng)。：力使物體產(chǎn)生變形的效應(yīng)。 理論力學(xué)只研究力的運(yùn)動(dòng)效應(yīng)。理論力學(xué)只研究力的運(yùn)動(dòng)效應(yīng)。17 平衡平衡：物體相對(duì)慣性參考系（如地面）靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)。：物體相對(duì)慣性參考系（如地面）靜止或作勻速直線

11、運(yùn)動(dòng)。幾個(gè)基本概念幾個(gè)基本概念平面匯交（共點(diǎn)）力系平面匯交（共點(diǎn)）力系平面平行力系平面平行力系平面力偶系平面力偶系平面任意力系平面任意力系空間匯交（共點(diǎn)）力系空間匯交（共點(diǎn)）力系空間平行力系空間平行力系空間力偶系空間力偶系空間任意力系空間任意力系力的三要素：力的三要素：大小大小、方向方向、作用點(diǎn)作用點(diǎn)力是矢量力是矢量 力系：是指作用于物體上的一群力。力系：是指作用于物體上的一群力。 單位是單位是N N或或kNkN18靜力學(xué)：靜力學(xué)： 在靜力學(xué)中我們將研究以下三個(gè)問(wèn)題。在靜力學(xué)中我們將研究以下三個(gè)問(wèn)題。 1 1、物體的受力分析物體的受力分析：分析物體（包括物體系）受：分析物體（包括物體系）受哪些

12、力，每個(gè)力的作用位置和方向，并畫(huà)出物體的受力哪些力，每個(gè)力的作用位置和方向，并畫(huà)出物體的受力圖圖 2 2、力系的等效替換（或簡(jiǎn)化）力系的等效替換（或簡(jiǎn)化）：用一個(gè)簡(jiǎn)單力系等效：用一個(gè)簡(jiǎn)單力系等效代替一個(gè)復(fù)雜力系，這兩個(gè)力系互為代替一個(gè)復(fù)雜力系，這兩個(gè)力系互為等效力系等效力系如果某力如果某力系與一個(gè)力等效，則此力稱為該力系的系與一個(gè)力等效，則此力稱為該力系的合力合力，該力系的各，該力系的各力稱為此力的力稱為此力的分力分力。 3 3、建立各種力系的平衡條件建立各種力系的平衡條件：建立各種力系的平衡：建立各種力系的平衡條件，并應(yīng)用這些條件解決靜力學(xué)實(shí)際問(wèn)題條件，并應(yīng)用這些條件解決靜力學(xué)實(shí)際問(wèn)題 19

13、1-2 1-2 靜力學(xué)公理靜力學(xué)公理一、一、 力的平行四邊形法則力的平行四邊形法則 作用在物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力，可以合成為一個(gè)合作用在物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力，可以合成為一個(gè)合力。合力的作用點(diǎn)也在該點(diǎn)，合力的大小和方向，由這力。合力的作用點(diǎn)也在該點(diǎn)，合力的大小和方向，由這兩個(gè)力為邊構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線確定。兩個(gè)力為邊構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線確定。合力合力( (合力的大小與方向合力的大小與方向) () (矢量和矢量和) )21RFFF亦可用力三角形求得合力矢亦可用力三角形求得合力矢或者說(shuō)，合力矢等于兩個(gè)力矢的幾何和?；蛘哒f(shuō)，合力矢等于兩個(gè)力矢的幾何和。復(fù)雜力系簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)復(fù)雜力系簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)20 二

14、、二、 二力平衡公理二力平衡公理 使剛體平衡的充分必要條件使剛體平衡的充分必要條件21FF最簡(jiǎn)單力系的平衡條件，又稱為二最簡(jiǎn)單力系的平衡條件，又稱為二力平衡條件。力平衡條件。 剛體在兩個(gè)力作用下保持平衡的必要和充分條件是：這兩剛體在兩個(gè)力作用下保持平衡的必要和充分條件是：這兩個(gè)力的個(gè)力的大小相等大小相等，方向相反方向相反，且作用在，且作用在同一直線同一直線上。上。二力構(gòu)件二力構(gòu)件：僅在兩點(diǎn)受力作用而處：僅在兩點(diǎn)受力作用而處于平衡的構(gòu)件。于平衡的構(gòu)件。二力構(gòu)件所受的兩力必沿此兩力作二力構(gòu)件所受的兩力必沿此兩力作用點(diǎn)的連線，且等值、反向。用點(diǎn)的連線，且等值、反向。21三、三、 加減平衡力系原理加減

15、平衡力系原理推理推理1 1 力的可傳性力的可傳性 作用在剛體上的力是滑動(dòng)矢量，力的三要素為大小、方向和作用作用在剛體上的力是滑動(dòng)矢量，力的三要素為大小、方向和作用線線 在作用于剛體上的任一力系中加入或減去一個(gè)平衡力系，并不在作用于剛體上的任一力系中加入或減去一個(gè)平衡力系，并不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用。改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用。 作用于剛體上某點(diǎn)的力，可以沿著它的作用線移到剛體內(nèi)任意作用于剛體上某點(diǎn)的力，可以沿著它的作用線移到剛體內(nèi)任意一點(diǎn)，并不改變?cè)摿?duì)剛體的作用。一點(diǎn)，并不改變?cè)摿?duì)剛體的作用。該公理是研究力系等效替換的重要依據(jù)。該公理是研究力系等效替換的重要依據(jù)。只對(duì)剛體成立！只對(duì)剛體成立！2

16、2推理推理2 2 三力平衡匯交定理三力平衡匯交定理 作用于剛體上不平行的三力平衡時(shí)的必要條件是：此作用于剛體上不平行的三力平衡時(shí)的必要條件是：此三力作用線共面且匯交于同一點(diǎn)。三力作用線共面且匯交于同一點(diǎn)。證明：三個(gè)不平行力證明：三個(gè)不平行力F F1 1、F F2 2、F F3 3（1 1）根據(jù)力可傳性將）根據(jù)力可傳性將F F1 1、F F2 2匯交于匯交于O O，根據(jù)平行四邊，根據(jù)平行四邊形法則得合力形法則得合力F FR12R12。（2 2）則力）則力F F3 3與與FR12二力平二力平衡衡（3 3）二力平衡必共線，因）二力平衡必共線，因此，此， F3作用線必通過(guò)作用線必通過(guò)O O點(diǎn)點(diǎn)并于并于

17、F1、F2共面。共面。23四、四、 作用與反作用定律作用與反作用定律 兩物體相互作用的力（作用力和反作用力）總是大兩物體相互作用的力（作用力和反作用力）總是大小相等、方向相反、沿著同一直線，分別而且同時(shí)作用小相等、方向相反、沿著同一直線，分別而且同時(shí)作用在相互作用的兩個(gè)物體上。在相互作用的兩個(gè)物體上。 在畫(huà)物體受力圖時(shí)要注意此公理的應(yīng)用在畫(huà)物體受力圖時(shí)要注意此公理的應(yīng)用24五、五、 剛化原理剛化原理柔性體（受拉力平衡）柔性體（受拉力平衡）剛化為剛體（仍平衡）剛化為剛體（仍平衡）反之不一定成立反之不一定成立剛體（受壓平衡）剛體（受壓平衡）柔性體（受壓不能平衡）柔性體（受壓不能平衡） 變形體在某一

18、力系作用下處于平衡，如將此變形體剛變形體在某一力系作用下處于平衡，如將此變形體剛化為剛體，其平衡狀態(tài)保持不變化為剛體，其平衡狀態(tài)保持不變. .25約束約束：對(duì)非自由體的位移起限制作用的物體或限制條件對(duì)非自由體的位移起限制作用的物體或限制條件. .主動(dòng)力主動(dòng)力：主動(dòng)使物體具有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力稱為主動(dòng)力，如重力主動(dòng)使物體具有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力稱為主動(dòng)力，如重力約束力約束力大小大小待定待定方向方向與該約束所能阻礙的位移方向相反與該約束所能阻礙的位移方向相反作用點(diǎn)作用點(diǎn)接觸處接觸處1-3 1-3 約束和約束反力約束和約束反力自由體自由體：凡能在空間自由運(yùn)動(dòng)的物體凡能在空間自由運(yùn)動(dòng)的物體. .非自由體非自由體：物

19、體在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到一定限制，使其在某些方向的運(yùn)物體在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到一定限制，使其在某些方向的運(yùn)動(dòng)成為不可能，這種物體就叫非自由體。動(dòng)成為不可能，這種物體就叫非自由體。約束反力約束反力：約束對(duì)非自由體的作用力，由主動(dòng)力引起約束對(duì)非自由體的作用力，由主動(dòng)力引起26一、由柔軟的繩索、膠帶或鏈條等構(gòu)成的約束（柔索約束）一、由柔軟的繩索、膠帶或鏈條等構(gòu)成的約束（柔索約束）柔索對(duì)物體的的約束反力應(yīng)沿柔索的中心線且為拉力，又稱張柔索對(duì)物體的的約束反力應(yīng)沿柔索的中心線且為拉力，又稱張力力. .用用F FT T表示表示工程中常見(jiàn)的約束工程中常見(jiàn)的約束這種約束的特點(diǎn)是只能阻止物體與它們的連接點(diǎn)沿它們的這種約束的特點(diǎn)是只能

20、阻止物體與它們的連接點(diǎn)沿它們的中心線而離去的運(yùn)動(dòng)。中心線而離去的運(yùn)動(dòng)。27膠帶對(duì)輪的約束力沿輪緣的切線方向，為拉力膠帶對(duì)輪的約束力沿輪緣的切線方向，為拉力28工程中常見(jiàn)的約束工程中常見(jiàn)的約束二、具有光滑接觸面的約束（光滑接觸面約束）二、具有光滑接觸面的約束（光滑接觸面約束）接觸表面光滑，被約束物體可無(wú)阻礙地沿接觸面的公切面運(yùn)動(dòng)。接觸表面光滑，被約束物體可無(wú)阻礙地沿接觸面的公切面運(yùn)動(dòng)。29光滑接觸面約束30 光滑接觸表面對(duì)物體的約束反力光滑接觸表面對(duì)物體的約束反力作用在接作用在接觸點(diǎn)觸點(diǎn)；方向沿接觸處的公法線并指向被約束物方向沿接觸處的公法線并指向被約束物體體，故稱為法向約束力，用，故稱為法向約

21、束力，用 表示表示NF31三、光滑圓柱形鉸鏈約束三、光滑圓柱形鉸鏈約束 約束特點(diǎn)：由兩個(gè)各穿孔的構(gòu)件及圓柱銷釘約束特點(diǎn)：由兩個(gè)各穿孔的構(gòu)件及圓柱銷釘組成，如剪刀簡(jiǎn)稱鉸鏈約束。組成，如剪刀簡(jiǎn)稱鉸鏈約束。 這類約束限制物體在垂直于銷釘軸線的平面這類約束限制物體在垂直于銷釘軸線的平面內(nèi)沿任意方向的相對(duì)移動(dòng)，但不能限制物體繞銷內(nèi)沿任意方向的相對(duì)移動(dòng)，但不能限制物體繞銷釘軸線的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)和沿軸線的相對(duì)滑動(dòng)。釘軸線的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)和沿軸線的相對(duì)滑動(dòng)。32光滑圓柱鉸鏈約束33約束反力：作用在與銷釘軸線垂直的平面內(nèi)，并通約束反力：作用在與銷釘軸線垂直的平面內(nèi)，并通過(guò)銷釘中心，方向待定。過(guò)銷釘中心，方向待定。 光滑圓柱

22、鉸鏈：工程中常用通過(guò)鉸鏈中心的相光滑圓柱鉸鏈：工程中常用通過(guò)鉸鏈中心的相互垂直的兩個(gè)分力表示?；ゴ怪钡膬蓚€(gè)分力表示。其中有作用反作用關(guān)系其中有作用反作用關(guān)系 yAyAxAxAFF,FF34 四、鏈桿約束四、鏈桿約束鏈桿：兩端各以鉸鏈與不同的兩物體分別連接且中間不再鏈桿：兩端各以鉸鏈與不同的兩物體分別連接且中間不再受力的剛桿。這種約束只能限制物體上的鉸結(jié)點(diǎn)沿鏈桿軸受力的剛桿。這種約束只能限制物體上的鉸結(jié)點(diǎn)沿鏈桿軸線方向的運(yùn)動(dòng)。線方向的運(yùn)動(dòng)。約束反力：約束反力：沿軸沿軸線，可為拉力也線，可為拉力也可為壓力。用可為壓力。用FS表示。表示。35五、五、 固定鉸鏈支座固定鉸鏈支座支座支座： 將結(jié)構(gòu)物或構(gòu)

23、件連接在墻、柱、機(jī)器的機(jī)身等支將結(jié)構(gòu)物或構(gòu)件連接在墻、柱、機(jī)器的機(jī)身等支承物上的裝置。承物上的裝置。固定鉸支座固定鉸支座：用光滑圓柱鉸鏈把結(jié)構(gòu)或構(gòu)件與支承底板連：用光滑圓柱鉸鏈把結(jié)構(gòu)或構(gòu)件與支承底板連接，并將底板固定在支承物上而構(gòu)成的支座。接，并將底板固定在支承物上而構(gòu)成的支座。36五、五、 固定鉸鏈支座固定鉸鏈支座約束特點(diǎn)：約束特點(diǎn)：由上面構(gòu)件由上面構(gòu)件1 1或或2 2 之一與地面或機(jī)架固定而成之一與地面或機(jī)架固定而成 約束力：與圓柱鉸鏈相同，通過(guò)鉸心約束力：與圓柱鉸鏈相同，通過(guò)鉸心, ,方向不定，故常用方向不定，故常用通過(guò)鉸心且相互垂直的兩個(gè)分力表示。通過(guò)鉸心且相互垂直的兩個(gè)分力表示。37

24、 六、可動(dòng)鉸支座六、可動(dòng)鉸支座 約束特點(diǎn)：只能阻止物體上與銷釘連接處沿垂直于支承面約束特點(diǎn)：只能阻止物體上與銷釘連接處沿垂直于支承面方向的移動(dòng)。方向的移動(dòng)。 在上述固定鉸支座與光滑固定平面之間裝有光滑輥軸而成在上述固定鉸支座與光滑固定平面之間裝有光滑輥軸而成 約束力：約束力：可動(dòng)鉸支座對(duì)物體的約束力應(yīng)垂直于支承面，可動(dòng)鉸支座對(duì)物體的約束力應(yīng)垂直于支承面，并通過(guò)鉸鏈中心。常用字母并通過(guò)鉸鏈中心。常用字母F FA A或或F FNANA表示。表示。38 七、七、 軸承軸承徑向軸承（向心軸承），簡(jiǎn)稱軸承徑向軸承（向心軸承），簡(jiǎn)稱軸承 約束特點(diǎn)：對(duì)軸的約束特點(diǎn)與固定鉸支座對(duì)物體的約束特點(diǎn)約束特點(diǎn)：對(duì)軸的

25、約束特點(diǎn)與固定鉸支座對(duì)物體的約束特點(diǎn)相似。軸在軸承孔內(nèi)，軸為非自由體、相似。軸在軸承孔內(nèi)，軸為非自由體、 軸承孔為約束故向軸承孔為約束故向心軸承對(duì)軸的約束反力應(yīng)在軸垂直的平面上，方向待定。心軸承對(duì)軸的約束反力應(yīng)在軸垂直的平面上，方向待定。 約束力約束力： 當(dāng)不計(jì)摩擦?xí)r，軸與孔在接當(dāng)不計(jì)摩擦?xí)r，軸與孔在接觸處為光滑接觸約束觸處為光滑接觸約束法向約束力法向約束力約束約束力作用在接觸處，沿徑向指向軸心力作用在接觸處，沿徑向指向軸心通常也通常也以其互相垂直的兩個(gè)分力以其互相垂直的兩個(gè)分力F FAXAX、F FAYAY表示。表示。39 七、七、 軸承軸承止推軸承止推軸承 約束特點(diǎn)：約束特點(diǎn)： 可視為由一

26、光滑面將向心軸承圓孔的一端封閉可視為由一光滑面將向心軸承圓孔的一端封閉而成，因此，它同時(shí)具有向心軸承與光滑接觸面接觸這兩類而成，因此，它同時(shí)具有向心軸承與光滑接觸面接觸這兩類約束的作用。同時(shí)具有向心軸承與光滑面接觸這兩類約束的約束的作用。同時(shí)具有向心軸承與光滑面接觸這兩類約束的特點(diǎn)。特點(diǎn)。比徑向軸承多一個(gè)軸向的位移限制比徑向軸承多一個(gè)軸向的位移限制約束力：約束力：比徑向軸承多一個(gè)軸向的約束力，亦有三個(gè)正交比徑向軸承多一個(gè)軸向的約束力，亦有三個(gè)正交分力分力 AzAyAxFFF,40止推軸承止推軸承約束特點(diǎn)：約束特點(diǎn)： 止推軸承比徑向軸承多一個(gè)軸止推軸承比徑向軸承多一個(gè)軸向的位移限制向的位移限制約

27、束力：約束力：比徑向軸承多一個(gè)軸向的約束力，亦有三個(gè)正交比徑向軸承多一個(gè)軸向的約束力，亦有三個(gè)正交分力分力 AzAyAxFFF,41八、球形鉸鏈支座八、球形鉸鏈支座 約束特點(diǎn)：通過(guò)球與球殼將構(gòu)件連接，構(gòu)件可以繞球心任約束特點(diǎn)：通過(guò)球與球殼將構(gòu)件連接，構(gòu)件可以繞球心任意轉(zhuǎn)動(dòng)，但構(gòu)件與球心不能有任何移動(dòng)意轉(zhuǎn)動(dòng)，但構(gòu)件與球心不能有任何移動(dòng) 約束力約束力：當(dāng)忽略摩擦?xí)r，球與球座亦是光滑約束問(wèn)題當(dāng)忽略摩擦?xí)r，球與球座亦是光滑約束問(wèn)題約約束力通過(guò)接觸點(diǎn)束力通過(guò)接觸點(diǎn), ,并指向球心并指向球心, ,是一個(gè)不能預(yù)先確定的空間力是一個(gè)不能預(yù)先確定的空間力. .可用三個(gè)正交分力表示可用三個(gè)正交分力表示 42球鉸鏈

28、球鉸鏈空間三正交分力空間三正交分力止推軸承止推軸承空間三正交分力空間三正交分力（2 2）柔索約束）柔索約束張力張力TF（4 4）可動(dòng)鉸支座）可動(dòng)鉸支座 光滑面光滑面NF（3 3）固定鉸支座）固定鉸支座,A yA xFF（1 1）光滑面約束）光滑面約束法向約束力法向約束力NF總結(jié)總結(jié)向心軸承向心軸承和光滑鉸鏈相似。和光滑鉸鏈相似。431-4 1-4 物體的受力分析和受力圖物體的受力分析和受力圖 力學(xué)模型與力學(xué)簡(jiǎn)圖力學(xué)模型與力學(xué)簡(jiǎn)圖背景知識(shí)背景知識(shí)力一般分為集中力（荷載）、分布力（荷載）力一般分為集中力（荷載）、分布力（荷載）一、集中力（荷載）一、集中力（荷載）二、分布力（荷載）二、分布力（荷載）

29、線荷載（荷載分布于長(zhǎng)條形線荷載（荷載分布于長(zhǎng)條形狀的體積或面積上）如刀。狀的體積或面積上）如刀。面荷載（荷載分布于某一面面荷載（荷載分布于某一面積上）如雪、水積上）如雪、水體荷載（荷載分布于某體荷載（荷載分布于某一體積上），如重力一體積上），如重力q(N/mq(N/m) )q(N/mq(N/m2 2) )q(N/mq(N/m3 3) )441-4 1-4 物體的受力分析和受力圖物體的受力分析和受力圖 力學(xué)模型與力學(xué)簡(jiǎn)圖力學(xué)模型與力學(xué)簡(jiǎn)圖背景知識(shí)背景知識(shí)分布力（荷載）又分為均布荷載和非均布荷載：分布力（荷載）又分為均布荷載和非均布荷載：均布荷載（荷載均布荷載（荷載集度為常量）集度為常量）非均布荷

30、載非均布荷載( (荷載荷載集度沿其分布的直集度沿其分布的直線變化）線變化）荷載集度荷載集度：?jiǎn)挝幻娣e（長(zhǎng)度或體積）上的力。：?jiǎn)挝幻娣e（長(zhǎng)度或體積）上的力。q q表示表示. .451-4 1-4 物體的受力分析和受力圖物體的受力分析和受力圖 力學(xué)模型與力學(xué)簡(jiǎn)圖力學(xué)模型與力學(xué)簡(jiǎn)圖在受力圖上應(yīng)畫(huà)出所有力，主動(dòng)力和約束力（被動(dòng)力）在受力圖上應(yīng)畫(huà)出所有力，主動(dòng)力和約束力（被動(dòng)力）畫(huà)受力圖步驟：畫(huà)受力圖步驟：3.3.按約束性質(zhì)畫(huà)出所有約束（被動(dòng)）力按約束性質(zhì)畫(huà)出所有約束（被動(dòng)）力1.1.取所要研究物體為研究對(duì)象（分離體）取所要研究物體為研究對(duì)象（分離體），畫(huà)出其簡(jiǎn)圖畫(huà)出其簡(jiǎn)圖2.2.畫(huà)出所有主動(dòng)力畫(huà)出所有

31、主動(dòng)力物體的受力分析和受力圖物體的受力分析和受力圖46例例1 1畫(huà)出簡(jiǎn)圖畫(huà)出簡(jiǎn)圖畫(huà)出主動(dòng)力畫(huà)出主動(dòng)力畫(huà)出約束力畫(huà)出約束力碾子重為碾子重為 ，拉力為，拉力為 ， 、 處光滑處光滑接觸，畫(huà)出碾子的受力圖接觸，畫(huà)出碾子的受力圖FABP解：解：47例例1-31-3（1）以）以AB鋼架鋼架為研究對(duì)象，解為研究對(duì)象，解除除A、B處約束。處約束。畫(huà)出圖示簡(jiǎn)支鋼架畫(huà)出圖示簡(jiǎn)支鋼架ABAB受力圖。受力圖。解：解：（2）畫(huà)出鋼架主）畫(huà)出鋼架主動(dòng)力。動(dòng)力。C點(diǎn)處的點(diǎn)處的水平力水平力F，CD上上均布荷載均布荷載q。（3）畫(huà)出鋼架約）畫(huà)出鋼架約束反力。束反力。A處固處固定鉸支座，定鉸支座，F(xiàn)Ax、 FAy;B處可動(dòng)鉸支處可動(dòng)鉸支座，座，F(xiàn)By。48例例不計(jì)三鉸拱橋的自重與摩擦，不計(jì)三鉸拱橋的自重與摩擦，畫(huà)出左、右拱畫(huà)出左、右拱 的受力圖的受力圖與系統(tǒng)整體受力圖與系統(tǒng)整體受力圖CB,AC右拱右拱 為二力構(gòu)件，其受力為二力構(gòu)件，其受力圖如圖（圖如圖（b b）所示）所示CB解：解：49系統(tǒng)整體受力圖如圖系統(tǒng)