力的概念與性質(zhì)講解

受力情況？任務(wù)描述：通過對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞連桿組和汽車轉(zhuǎn)向盤在工作狀態(tài)下的受力分析，使學(xué)生掌握運(yùn)用基本力學(xué)公理，約束與約束反力知識(shí)對(duì)汽車構(gòu)件進(jìn)行受力分析的方法。第1節(jié)

力的概念與性質(zhì)一、力的基本知識(shí)1.力的定義

力是物體間的相互作用，作用的結(jié)果使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化或使物體發(fā)生變形。

注意：力是一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體的作用，不能脫離實(shí)際物體而存在。如運(yùn)動(dòng)員踢足球，足球瞬時(shí)產(chǎn)生局部變形，并向前快速滾動(dòng)，都是運(yùn)動(dòng)員作用力的結(jié)果。2.力的三要素

力的作用效果取決于三個(gè)要素，即力的大小、方向和作用點(diǎn)。

（1）力的大小

指物體間相互作用的強(qiáng)弱，單位是N（牛）或kN（千牛）。

（2）力的方向

指作用力的指向和方位。

（3）力的作用點(diǎn)

指力作用在物體上的位置。

注意：力是一個(gè)既有方向又有大小的矢量。

如圖1-2所示，力的大小不同，作用位置不同，作用的方向不同，都會(huì)產(chǎn)生不同的效果。3.力的矢量表示

在力學(xué)中有兩類量：標(biāo)量和矢量。標(biāo)量只考慮力的大小，如質(zhì)量、長(zhǎng)度等；矢量既考慮大小，又要考慮方向。

注意：力是矢量，既有大小和又有作用的方向。

通常力用帶箭頭的線段表示，箭頭的指向表示力的方向，線段的長(zhǎng)度按一定的比例表示力的大小。

力的矢量用在圖示中黑體字F表示，如圖1-3所示。

二、力的基本知識(shí)1.作用力與反作用力定律

一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體有作用力時(shí)，另一個(gè)物體對(duì)此物體必有一個(gè)反作用力，這兩個(gè)力大小相等、方向相反、作用在同一直線上，且分別作用在兩個(gè)物體上。

注意：一切力都是成對(duì)出現(xiàn)的。2.二力平衡公理

作用于某剛體上的兩個(gè)力，使該剛體保持平衡的必要與充分的條件：這兩個(gè)力大小相等、方向相反、且作用在同一直線上。簡(jiǎn)稱二力等值、反向、共線，如圖1-4所示。用矢量表示為

F1=－F2

+F2

利用二力平衡公理可以得出一個(gè)推論：作用于剛體上的力，可以沿其作用線移動(dòng)到該剛體上的任一點(diǎn)，而不改變它對(duì)剛體的作用效果。稱為力的可傳遞原理。如圖1-5a所示。合力用公式表示為FR=F1+F2

3.力的平行四邊形法則

作用于某一點(diǎn)的兩個(gè)力可以合成為一個(gè)合力，其合力也作用于該點(diǎn)，合力的大小由這兩個(gè)力為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線來確定，如圖1-6所示。

利用力的平行四邊形法則，還可以把作用于物體上的一個(gè)力分解為相交的兩個(gè)分力，分力與合力作用于同一點(diǎn)上。通常將分力分解為方向已知、相互垂直的兩個(gè)分力