第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)

工程力學(xué)主講黃志來機(jī)械工程學(xué)院力學(xué)教研室聯(lián)系方式zhL0898@1第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)2第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)3第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)方法理論與實(shí)踐相結(jié)合注重思維方法的學(xué)習(xí)學(xué)會思考，學(xué)會總結(jié)熱愛生活，心身健康4第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)力學(xué)研究思路實(shí)驗(yàn)結(jié)果工程實(shí)踐力學(xué)模型求解模型5第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)有趣的問題之一6第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)有趣的問題之二7第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)方法理論與實(shí)踐相結(jié)合注重思維方法的學(xué)習(xí)學(xué)會思考，學(xué)會總結(jié)熱愛生活，心身健康8第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)力學(xué)研究思路實(shí)驗(yàn)結(jié)果工程實(shí)踐力學(xué)模型求解模型9第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)課程簡介工程力學(xué)理論力學(xué)材料力學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)課。研究物體受力后的效應(yīng)運(yùn)動(dòng)、平衡（外效應(yīng)）剛體變形、內(nèi)力（內(nèi)效應(yīng)）變形固體10第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)第一章

工程靜力學(xué)基礎(chǔ)11第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)§1–1靜力學(xué)的基本概念§1–2靜力學(xué)公理§1–3約束和約束反力§1–4受力分析和受力圖第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)目錄12第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)剛體是一種理想化的力學(xué)模型。一個(gè)物體能否視為剛體，不僅取決于變形的大小，而且和問題本身的要求有關(guān)。3、剛體——在外界的任何作用下形狀和大小都始終保持不變的物體?；蛘咴诹Φ淖饔孟?，任意兩點(diǎn)間的距離保持不變的物體。1、平衡——平衡是物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的特殊形式，是指物體相對地球處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2、力——力是物體相互間的機(jī)械作用，其作用結(jié)果使物體的形狀和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變?！?–1靜力學(xué)的基本概念13第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)確定力的必要因素力的三要素大小方向作用點(diǎn)力的效應(yīng)外效應(yīng)—改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的效應(yīng)內(nèi)效應(yīng)—引起物體變形的效應(yīng)力的表示法——力是一矢量，用數(shù)學(xué)上的矢量記號來表示，如圖。F力的單位——在國際單位制中，力的單位是牛頓(N)1N=1公斤?米/秒2

（kg?m/s2)?！?–1靜力學(xué)的基本概念14第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)

基本概念力系——作用于同一物體或物體系上的一群力。等效力系——對物體的作用效果相同的兩個(gè)力系。平衡力系——能使物體維持平衡的力系。合力——在特殊情況下，能和一個(gè)力系等效的一個(gè)力?！?–2靜力學(xué)公理15第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)公理一(二力平衡公理)要使剛體在兩個(gè)力作用下維持平衡狀態(tài)，必須也只須這兩個(gè)力大小相等、方向相反、沿同一直線作用。(等值,反向,共線)公理二(加減平衡力系公理)可以在作用于剛體的任何一個(gè)力系上加上或去掉幾個(gè)互成平衡的力，而不改變原力系對剛體的作用?！?–2靜力學(xué)公理16第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)推論(力在剛體上的可傳性)作用于剛體的力，其作用點(diǎn)可以沿作用線在該剛體內(nèi)前后任意移動(dòng)，而不改變它對該剛體的作用==FAF2F1FABF1AB§1–2靜力學(xué)公理17第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)A公理三(力平行四邊形公理)

作用于物體上任一點(diǎn)的兩個(gè)力可合成為作用于同一點(diǎn)的一個(gè)力，即合力。合力的矢由原兩力的矢為鄰邊而作出的力平行四邊形的對角矢來表示。F1F2R矢量表達(dá)式：即，合力為原兩力的矢量和?！?–2靜力學(xué)公理18第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)推論(三力匯交定理)

當(dāng)剛體在三個(gè)力作用下平衡時(shí)，設(shè)其中兩力的作用線相交于某點(diǎn)，則第三力的作用線必定也通過這個(gè)點(diǎn)。F1F3R1F2A=證明：A3F1F2F3A3AA2A1§1–2靜力學(xué)公理19第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)公理四(作用和反作用公理)

任何兩個(gè)物體間的相互作用的力，總是大小相等，作用線相同，但指向相反，并同時(shí)分別作用于這兩個(gè)物體上。公理五(剛化公理)

設(shè)變形體在已知力系作用下維持平衡狀態(tài)，則如將這個(gè)已變形但平衡的物體變成剛體（剛化），其平衡不受影響。§1–2靜力學(xué)公理20第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)§1–3約束和約束反力1、自由體：2、非自由體：3、約束：4、約束反力：5、主動(dòng)力：可以任意運(yùn)動(dòng)（獲得任意位移）的物體。不可能產(chǎn)生某方向的位移的物體。約束對被約束體的反作用力。由周圍物體所構(gòu)成的、限制非自由體位移的條件。約束力以外的力。

基本概念：21第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)1、柔繩、鏈條、膠帶構(gòu)成的約束：

常見的幾種類型的約束§1–3約束和約束反力22第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)A§1–3約束和約束反力

常見的幾種類型的約束23第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)2、理想光滑接觸面約束§1–3約束和約束反力

常見的幾種類型的約束24第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)光滑接觸面約束實(shí)例§1–3約束和約束反力

常見的幾種類型的約束25第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)3、光滑圓柱鉸鏈約束ABNAB§1–3約束和約束反力

常見的幾種類型的約束26第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)NyNx(1)固定鉸鏈支座：N

§1–3約束和約束反力

常見的幾種類型的約束27第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)(2)活動(dòng)鉸鏈支座：NN

常見的幾種類型的約束§1–3約束和約束反力28第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)光滑圓柱鉸鏈約束實(shí)例

常見的幾種類型的約束§1–3約束和約束反力29第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)

常見的幾種類型的約束§1–3約束和約束反力30第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)4、光滑球鉸鏈約束：ABN

常見的幾種類型的約束§1–3約束和約束反力31第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)ABNANBACB5、雙鉸鏈剛桿約束：

常見的幾種類型的約束§1–3約束和約束反力32第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)

常見的幾種類型的約束§1–3約束和約束反力6、插入端約束：33第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)§1–4受力分析和受力圖畫受力圖的方法與步驟：1、取分離體（研究對象）2、畫出研究對象所受的全部主動(dòng)力（使物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢的力）3、在存在約束的地方，按約束類型逐一畫出約束反力（研究對象與周圍物體的連接關(guān)系）34第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)APNFTE

CGBEPAFD解：(1)取物體B為研究對象：(2)取球A為研究對象：(3)取滑輪C為研究對象：CNGT’ET’D§1–4受力分析和受力圖TDQB例題1-1在圖示的平面系統(tǒng)中，勻質(zhì)球A重為P，借本身重量和摩擦不計(jì)的理想滑輪C和柔繩維持在仰角是

的光滑斜面上，繩的一端掛著重為Q的物體B。試分析物體B、球A和滑輪C的受力情況，并分別畫出平衡時(shí)各物體的受力圖。35第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)ECABFDBCNBNC解：1、取桿BC為研究對象：2、取桿AB為研究對象：表示法一：表示法二：BDAFNAxNAyN’BBAFDNAHN’B例題1-2等腰三角形構(gòu)架ABC的頂點(diǎn)A、B、C都用鉸鏈連接，底邊AC固定，而AB邊的中點(diǎn)D作用有平行于固定邊AC的力F，如圖1–13(a)所示。不計(jì)各桿自重，試畫出AB和BC的受力圖?！?–4受力分析和受力圖36第一章工程靜力學(xué)基礎(chǔ)

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思考題§1–4受力分析和受力圖

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