工業(yè)設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)第一章-工程力學(xué)的基本概念課件

1、1第一章 工程力學(xué)的基本概念第一節(jié) 工程力學(xué)與工業(yè)設(shè)計(jì)第二節(jié) 工程力學(xué)的研究對(duì)象與基本內(nèi)容第三節(jié) 剛體與變形固體 力與力系 第四節(jié) 靜力學(xué)公理 第五節(jié) 約束與約束反力 第六節(jié) 分離體與受力圖 1第一章 工程力學(xué)的基本概念第一節(jié) 工程力學(xué)與工業(yè)設(shè)計(jì)一、工程力學(xué)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的作用 工程力學(xué)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)有什么用? 這是工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程時(shí)首先想了解的問題。 簡(jiǎn)要的回答是: 第一,任何產(chǎn)品都必須穩(wěn)定或能按預(yù)定要求運(yùn)動(dòng); 第二,任何產(chǎn)品都應(yīng)該牢固,正常使用中不會(huì)損壞。 要正確處理這兩方面的問題,都離不開工程力學(xué)知識(shí)。 前者屬于靜力學(xué)或動(dòng)力學(xué)的范圍,后者屬于材料力學(xué)的范圍。1.產(chǎn)品設(shè)計(jì)與靜力學(xué)、動(dòng)力

2、學(xué)圖1-1 高椅、搖椅,使用中必須穩(wěn)定,不會(huì)傾倒 酒吧里的吧椅和嬰兒高椅,椅子高,人坐在椅子上難免左搖右擺、前傾后仰,為了安全,確保坐著不傾倒,地面上支撐的縱橫尺寸該有多大,必須計(jì)算。對(duì)于兒童搖馬,或成人搖椅,類似的安全問題顯然更加突出。 這些都屬于靜力學(xué)的問題。1 椅子的各部分之間一般是固定不動(dòng)的。 如果使用中重心產(chǎn)生移動(dòng)時(shí)，要考慮部件移動(dòng)中的極端狀態(tài)。 例如： 臺(tái)燈要求燈頭探到最遠(yuǎn)位置而不傾倒, 臺(tái)燈的底座需多大、多重呢? 小型吊車，當(dāng)最大起重量且重物距離達(dá)到最遠(yuǎn)時(shí),吊車的底盤尺寸和配重應(yīng)該滿足怎樣的條件? 這些也都屬于靜力學(xué)的問題。a） b）圖1-2 部件運(yùn)動(dòng)會(huì)引起整體中心移動(dòng)的產(chǎn)品 1

3、.產(chǎn)品設(shè)計(jì)與靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué) 室外的廣告牌能經(jīng)受多大的風(fēng)力吹拂不傾倒? 室外的公告欄頂棚能承受多厚的積雪不被壓塌? 設(shè)計(jì)這些公共設(shè)施也需要進(jìn)行力學(xué)計(jì)算。圖1-3 設(shè)計(jì)公共設(shè)施也需要進(jìn)行力學(xué)計(jì)算 1.產(chǎn)品設(shè)計(jì)與靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)1 案桌上迷你風(fēng)扇每秒送風(fēng)量與電動(dòng)機(jī)功率的關(guān)系如何? 兒章樂園里的電動(dòng)搖馬,怎樣估算它所需的驅(qū)動(dòng)功率? 電動(dòng)自行車的功率與自重、載重、爬坡能力、行駛速度等因素有怎樣的定量關(guān)系? 這些也屬于工程力學(xué)解答的問題。圖1-4 產(chǎn)品中的功率計(jì)算問題舉例 1.產(chǎn)品設(shè)計(jì)與靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)2.產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料力學(xué) 20世紀(jì)20年代包豪斯學(xué)校教師布勞耶設(shè)計(jì)的鋼管椅,它開啟了采用鋼管制作家具的新潮流。

4、 1) 鋼管椅應(yīng)該盡量輕巧,但前提是必須牢固,能保證長(zhǎng)期正常使用而不致折斷破壞。如何做到這一點(diǎn)?這是材料力學(xué)中的強(qiáng)度問題。 圖1-5 布勞耶鋼管椅 此問題涉及的力學(xué)因素比較多,例如: 人的體重如何作用于鋼管椅?最容易折斷破壞的是鋼管椅的哪個(gè)或哪幾個(gè)部位? 鋼管架子的尺寸、形狀與鋼管的承載能力有什么關(guān)系? 人猛然往椅面上坐下去產(chǎn)生的沖擊力有多大影響?人在椅子上長(zhǎng)期晃動(dòng)造成的反復(fù)作用又有什么影響? 弄清了上述問題,才能合理確定鋼管的直徑和壁厚。圖1-6 幾乎所有的產(chǎn)品都存在強(qiáng)度問題 可折疊自行車, 當(dāng)然越輕越好,疊起來(lái)能輕松地隨身攜帶,而強(qiáng)度正是輕巧的主要制約因素。 幾乎所有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)都需要考慮

5、強(qiáng)度問題。 輕型家用物架,希望輕巧,也要求能多承載一點(diǎn)重量不被壓壞。 家具造型要新穎,但強(qiáng)度問題需要重視。幾乎所有的產(chǎn)品都存在強(qiáng)度問題。 電腦桌要耐用，不散架也是強(qiáng)度問題。 游樂設(shè)施直接關(guān)系著人身安全，強(qiáng)度問題更不可忽視。2.產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料力學(xué) 2) 富于彈性是鋼管椅的關(guān)鍵特征,適宜的彈性能使人享受鋼管椅的舒適和樂趣,因而人的體重使鋼管椅產(chǎn)生多大的變形量是設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)。這是材料力學(xué)中的剛度問題。圖1-7兒童樂園里的彈性搖馬 兒童樂園里的彈性搖馬,其底座是一個(gè)大彈簧。既要長(zhǎng)年使用確保兒童安全，又要能讓兒童產(chǎn)生彈搖適度的樂趣，既是強(qiáng)度問題，也是剛度問題。 有些產(chǎn)品必須有足夠的剛度，即產(chǎn)品受力引起的

6、變形量需要限制。否則不能正常使用。 而另一些產(chǎn)品則要求有適宜的彈性才能達(dá)到。鋼管椅是如此,很多電器插拔開關(guān)和電腦主機(jī)里的插板是如此,手機(jī)、相機(jī)的電池蓋板是如此,就連一支圓珠筆上也有幾處利用彈性的結(jié)構(gòu)。2.產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料力學(xué)這些都是材料力學(xué)問題。 圖1-8 塑料日用品：力學(xué)上是否合理，關(guān)系使用功能，也關(guān)系造型美觀 工業(yè)設(shè)計(jì)的主體是產(chǎn)品設(shè)計(jì),掌握一定的工程力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),是產(chǎn)品設(shè)計(jì)師所必須具備的素質(zhì),因此設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生要認(rèn)真學(xué)習(xí)力學(xué)課程。 力學(xué)系統(tǒng)性強(qiáng)，較抽象，很嚴(yán)謹(jǐn)。 剛度的分析計(jì)算也是材料力學(xué)的一個(gè)部分。影響剛度因素較多,包括產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、尺寸、形態(tài)、材料性能等。 圖1-8是一些常見塑料日用品,每

7、一件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形態(tài)的優(yōu)劣都與力學(xué)密切相關(guān)。消耗同樣多的材料制成的一件產(chǎn)品,力學(xué)上合理,就能提高其使用功能。2.產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料力學(xué) 二、工程力學(xué)與產(chǎn)品的形態(tài)美1.均衡與穩(wěn)定是造型美的形式法則之一，他們來(lái)源于力學(xué)中的概念圖1-9 飛馬踏燕 均衡與穩(wěn)定的造型法則來(lái)源于人們對(duì)事物安穩(wěn)、可靠的心理要求,它是由實(shí)際物體在重力作用下的平衡狀態(tài)所直接引申而來(lái)。 “飛馬踏燕”造型令人驚嘆，飛奔著的馬一蹄著地,動(dòng)態(tài)中還維持著瞬時(shí)的平衡與穩(wěn)定。 圖1-10 夏普BH-351型半導(dǎo)體收音機(jī) 視覺穩(wěn)定與“視覺量感”有關(guān)，體積大、顏色深的物體,不論實(shí)際重量如何,總是讓人產(chǎn)生很重的心理感受,這就是視覺量感。 夏普收音機(jī)造型是

8、不對(duì)稱的。前部體積雖小而顏色深濃,后部體積雖大而顏色淺淡，在視覺上獲得均衡穩(wěn)定。圖1-11 中國(guó)古老的石拱橋趙州橋 2.形態(tài)的視覺心理感受，與它強(qiáng)度、剛度上的合理性有深刻的潛在聯(lián)系 我國(guó)隋代工匠大師李春設(shè)計(jì)的趙州橋，是世界上最古老、最著名的石拱橋之一。優(yōu)美曲線形態(tài)、端莊穩(wěn)定的雄姿。二、工程力學(xué)與產(chǎn)品的形態(tài)美圖1-12棚架的立柱、挑梁與貨架 城市中公共汽車站或鐵路沿線小站的遮陽(yáng)防雨棚架。挑梁與立柱相連的根部梁截面的高度尺寸較大，遠(yuǎn)端高度尺寸也逐漸變小。挑梁截面曲線挺美，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度合理。如果相反，缺乏美感，從結(jié)構(gòu)強(qiáng)度來(lái)分析也不合理。 貨架擱板的截面也是根部較厚,向外沿逐漸減薄,在力學(xué)上合理，視覺上也

9、使人順眼、舒服。二、工程力學(xué)與產(chǎn)品的形態(tài)美2.形態(tài)的視覺心理感受，與它強(qiáng)度、剛度上的合理性有深刻的潛在聯(lián)系圖1-13 合理的力學(xué)結(jié)構(gòu)與造型美 洗衣機(jī)等一些機(jī)殼的正面、側(cè)面均采用壓肋加固結(jié)構(gòu)。 既加強(qiáng)了強(qiáng)度剛度,也增加了美觀。 造型美與合理的力學(xué)構(gòu)形有深刻內(nèi)在聯(lián)系。2.形態(tài)的視覺心理感受，與它強(qiáng)度、剛度上的合理性有深刻的潛在聯(lián)系二、工程力學(xué)與產(chǎn)品的形態(tài)美第二節(jié) 工程力學(xué)的研究對(duì)象與基本內(nèi)容工程力學(xué)一般包括理論力學(xué)和材料力學(xué)兩個(gè)部分。一、理論力學(xué)的基本內(nèi)容 理論力學(xué)研究物體由于受力引起的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。 理論力學(xué)一般包含靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)三部分內(nèi)容。 靜力學(xué)研究物體受力分析的方法和物體在外力作

10、用下處于平衡狀態(tài)的條件。二、材料力學(xué)的基本內(nèi)容 材料力學(xué)研究構(gòu)件由于受力引起的變形和發(fā)生破壞的規(guī)律。 材料力學(xué)研究構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性三類問題。 構(gòu)件的強(qiáng)度，指構(gòu)件受力中抵抗破壞的能力。 構(gòu)件的剛度，指構(gòu)件受力中抵抗變形的能力。 構(gòu)件的穩(wěn)定性，指構(gòu)件受力中保持其原有平衡形式的能力。 圖1-14 這些產(chǎn)品或設(shè)施的設(shè)計(jì)中存在哪些工程力學(xué)問題？ 圖中有四種產(chǎn)品或設(shè)施，試初步分析它們的設(shè)計(jì)中分別存在哪些工程力學(xué)方面的問題。書架 肢力訓(xùn)練器 纜車客罐 樓梯和防護(hù)欄桿第三節(jié) 剛體與變形固體 力與力系一、剛體與變形固體圖1-15 撬杠，看成剛體、或看成變形固體 靜力學(xué)中，把構(gòu)件理想化為不會(huì)變形的 “剛體

11、” 。 任何材料制作的構(gòu)件及產(chǎn)品,在外力作用下都會(huì)產(chǎn)生一定量的變形。 材料力學(xué)中,把構(gòu)件視為“變形固體”。 靜力學(xué)研究的是構(gòu)件受力的“外效應(yīng)”; 材料力學(xué)研究的是構(gòu)件受力的“內(nèi)效應(yīng)”。 用撬杠來(lái)撬動(dòng)重物時(shí)，撬杠會(huì)產(chǎn)生一定的彎曲變形。 由于彎曲而使力臂產(chǎn)生的改變量相對(duì)而言是微小的，進(jìn)行杠桿的力平衡計(jì)算，是靜力學(xué)問題，可將它忽略不計(jì)，把撬杠看成不會(huì)變形的剛體。 如果要分析 “撬重物時(shí)撬杠會(huì)產(chǎn)生多大的彎曲量?”時(shí)，屬于材料力學(xué)的范圍,則就必須把撬杠看成變形固體。二、力與力系 1.力與力的表示力的大小、力的方向、力的作用點(diǎn)，稱為力的三要素。 力的度量單位是牛頓（N，牛）或千牛頓（kN，千牛）。 牛頓和

12、公斤力的換算關(guān)系是： 1kgf=9.8N力是矢量。通常用一段帶箭頭的線段來(lái)表示。 用黑體斜體字母F、P、T、R、N、X、Y 等表示力；明體斜體字母F、P、T、R、N、X、Y 等表示力的數(shù)值大小。 力是物體相互之間的機(jī)械作用,是引起物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化或引起物體變形的原因。圖1-16力的圖示法二、力與力系 2.集中力與分布力在產(chǎn)品設(shè)計(jì)或工程分析中,構(gòu)件受到的外來(lái)作用力常被稱為載荷。 當(dāng)作用力的作用面積與所論產(chǎn)品或構(gòu)件相比很小的時(shí)候,該力稱為集中力或集中載荷。當(dāng)作用力分布作用在產(chǎn)品或構(gòu)件上一個(gè)區(qū)域時(shí),該力稱為分布力或分布載荷。 對(duì)于分布載荷而言,單位長(zhǎng)度上的載荷量,或單位面積上的載荷量稱為載荷集度。

13、線載荷集度的單位是:牛/米(N/m),或千牛/米(kN/m); 面載荷集度也稱為壓強(qiáng),其單位是帕斯卡(Pa),即牛/平方米(N/m2),或兆帕(MPa),即牛/平方毫米(106Pa=106N/m2=1N/mm2)。 一段長(zhǎng)度上或一塊面積上載荷集度為等值的分布載荷稱為均布載荷。3.力系 二、力與力系 作用在某物體上的若干個(gè)力統(tǒng)稱為一個(gè)力系。 等效力系： 如果用一個(gè)力系代替另一個(gè)力系作用于物體,其作用效果不變,則說(shuō)這兩個(gè)力系是等效的,兩者互為等效力系。 合力、分力：如果一個(gè)力的作用等效于一個(gè)力系的作用,則該力稱為此力系的合力;力系中的各力都是這個(gè)合力的分力。 平衡力系：物體相對(duì)于地球保持靜止或做勻

14、速直線運(yùn)動(dòng),則稱物體處于平衡狀態(tài)。物體在一個(gè)力系作用下處于平衡狀態(tài),則該力系稱為平衡力系。 平面力系：各分力的作用線都處于同一平面上的力系稱為平面力系。 空間力系：各力的作用線不共面,則為空間力系。 匯交力系：各力的作用線匯交于一點(diǎn)的力系稱為匯交力系。 平行力系：各力的作用線互相平行的力系稱為平行力系。 任意力系：作用線既不匯交于一點(diǎn),也不全互相平行的力系稱為任意力系。第四節(jié) 靜力學(xué)公理公理1 二力平衡公理 作用于剛體上的兩個(gè)力，使剛體處于平衡狀態(tài)的必要與充分條件是：這兩個(gè)力大小相，方向相反，且作用在同一直線上（簡(jiǎn)稱：等值、反向、共線）。 公理是由人類長(zhǎng)期實(shí)踐所證明了的正確結(jié)論、客觀規(guī)律。靜力

15、學(xué)有4個(gè)公理,概括了力的基本性質(zhì),是建立靜力學(xué)全部理論的基礎(chǔ)。圖1-17二力平衡和二力構(gòu)件 不計(jì)自重、只在兩點(diǎn)受力而處于平衡狀態(tài)的構(gòu)件，稱為二力構(gòu)件（二力桿）。公理2 加減平衡力系公理 在作用著已知力系的剛體上，加上或減去任意的平衡力系，不會(huì)改變?cè)ο祵?duì)該剛體的作用效應(yīng)。 推論1 力的可傳性原理 作用于剛體上某點(diǎn)的力，可以沿其作用線移到剛體上任意一點(diǎn)，而不會(huì)改變?cè)摿?duì)剛體的作用效應(yīng)。 圖1-18 力的可傳性原理 公理3 作用與反作用公理 當(dāng)甲物體給乙物體一作用力時(shí)，甲物體必同時(shí)受到乙物體的反作用力，且兩個(gè)作用力大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。 圖1-19 作用力與反作用力 “作用力、反

16、作用力”雖有等值、反向、共線的特性，因?yàn)榉謩e作用于兩個(gè)物體上，它們不是一對(duì)平衡力。公理4 力的平行四邊形公理 作用在物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力，可以合成一個(gè)合力；合力也作用在該點(diǎn)上，合力的大小和方向用這兩個(gè)力為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線確定。 圖1-20 力的平行四邊形公理a）力平行四邊形 b）力三角形 力的三角形法則應(yīng)用更簡(jiǎn)便。 力的合成關(guān)系“F1 、F2 兩力相加得到合力R ”，其矢量表示式為： 合力 R 的數(shù)值和方向： （1-2） （1-3） 圖1-21 分力與合力的關(guān)系 F1 + F2 R （1-1）力的平行四邊形法則是力的合成與分解的依據(jù),也是較復(fù)雜力系簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)。圖1-22 力的正交

17、分解 力的分解 由兩個(gè)(或更多的)力求它們的合力,解是唯一的。 反過來(lái)將一個(gè)力分解為兩個(gè)(或更多的)力,則有無(wú)窮多組解。 分析求解問題時(shí)常將力沿兩個(gè)互相垂直(正交)的方向分解為兩個(gè)分力,稱為力的正交分解。如圖1-22所示,力F 沿水平(Ax)和鉛垂(Ay)兩方向分解為Fx和Fy兩個(gè)分力。推論2 三力平衡匯交定理 剛體受不平行三力作用而平衡時(shí)，這三個(gè)力的作用線必匯交于一點(diǎn)。 圖1-23 三力平衡匯交定理的應(yīng)用 AB桿在A點(diǎn)所受的力FA的作用線方向，可用三力交匯定理求得。 外載荷F的方向是給定的，CD桿是二力桿，方向沿DC，兩力作用線的交點(diǎn)E，所以A、E兩點(diǎn)的連線就是FA力的作用線。第五節(jié) 約束與

18、約束反力 一、約束與約束反力的概念 約束:對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)(或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))起限制作用的其他物體,稱為該物體的約束。 物系:若干個(gè)物體可以看成一個(gè)整體,這個(gè)整體就是一個(gè)物系。 約束反力(簡(jiǎn)稱反力):約束能阻止被約束物體運(yùn)動(dòng),必存在著約束對(duì)于所論物體的作用力,這種作用力稱為約束反力,簡(jiǎn)稱反力。圖1-24 約束與約束反力 例：圖中AB 繩吊著重量為G 的小球C, 對(duì)于所研究的物體小球C 而言,繩索AB 能阻止它掉下來(lái),繩索就是小球的約束;繩索對(duì)小球向上的拉力 T 就是約束反力。二、常見的約束類型和約束反力特性1.柔索約束 繩索、傳動(dòng)帶、膠帶、鏈條等柔性索狀物形成的約束就是柔索約束。 柔索只能承受拉力,不能

19、抵抗壓力和彎曲。 反力的特性：作用點(diǎn)為柔索與物體的連接點(diǎn),作用線與柔索中心線一致,作用力的指向?yàn)楸畴x物體的方向。各種類型約束與約束反力的特性,可通俗的概括如下：哪里有約束,那里就有反力;欲往哪邊動(dòng),反力就阻擋。 2.光滑面約束 光滑面能阻止物體沿光滑面的法線方向向著光滑面的運(yùn)動(dòng),而不能阻止物體背離光滑面和沿光滑接觸面切線方向的運(yùn)動(dòng)。反力的特性：作用點(diǎn)為接觸點(diǎn),作用線與接觸面的法線方向一致,作用力指向被約束物體。光滑面約束反力也常稱為法向反力。.圖1-25光滑平面的約束反力圖1-26光滑曲面的約束反力圖1-27光滑棱角的約束反力3.光滑圓柱形鉸鏈約束（鉸鏈約束） 表面光滑的圓柱形銷軸插入兩個(gè)構(gòu)件

20、的光滑圓孔中, 兩構(gòu)件互相之間形成圓柱鉸鏈約束,簡(jiǎn)稱鉸鏈約束。 圖1-28 光滑圓柱形鉸鏈約束 鉸鏈約束阻止垂直于銷軸軸心線平面內(nèi)的任意方向上的相對(duì)移動(dòng)。 反力的特性：通過銷軸及圓孔圓心,用RC和RC的方位角 和來(lái)確定。 實(shí)際分析計(jì)算中, 常用RC在x、y兩個(gè)互相垂直方向上的正交分力XC、YC來(lái)表示。圖1-29曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的鉸鏈約束 一般求出了XC 、YC和方位角，即認(rèn)為求解完畢。 在固定基礎(chǔ)上聯(lián)接著光滑鉸鏈的支座為固定鉸鏈支座約束,簡(jiǎn)稱固定鉸支座。 反力特性類似于光滑圓柱形鉸鏈約束，常用在x、y方向的兩個(gè)正交分力Rx、Ry來(lái)表示。圖1-30 固定鉸支座約束 4.固定與活動(dòng)鉸鏈支座約束 圖1

21、-31 活動(dòng)鉸支座約束 支座上聯(lián)接著光滑鉸鏈,支座能在一定范圍內(nèi)移動(dòng), 則為活動(dòng)鉸鏈支座約束,簡(jiǎn)稱活動(dòng)鉸支座。 反力的特性：作用點(diǎn)在鉸鏈中心,作用線垂直于支承面,指向?yàn)楸畴x支承面。5.固定端約束 反力的特性：可能在該端受有任意方向的反力及反轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的作用，須根據(jù)構(gòu)件所受外載荷分析確定。 其反力可用兩個(gè)法向分力Rx 、 Ry表示，反力矩用MA表。圖1-32 固定端約束 構(gòu)件一端與支承物牢固地連接成一個(gè)整體,構(gòu)件在此端不能沿任何方向移動(dòng),也不能轉(zhuǎn)動(dòng),則為固定端約束,簡(jiǎn)稱固定端。第六節(jié) 分離體與受力圖 2.作出受力圖 即解除掉研究對(duì)象的約束，代之以相應(yīng)的約束反力，再畫上外載荷。3.根據(jù)力學(xué)理論,進(jìn)行

22、問題求解 靜力學(xué)研究力系的簡(jiǎn)化和物體受力的平衡條件,求解問題的一般步驟如下: 1.確定研究對(duì)象,畫出該研究對(duì)象的分離體 求解問題總是從已知條件出發(fā)去推求未知量,所以要選取與已知、未知兩者有聯(lián)系的物體或物系為對(duì)象進(jìn)行分析研究。將與研究對(duì)象相聯(lián)系的實(shí)物“解除”掉,假想地把研究對(duì)象“分離”出來(lái),以簡(jiǎn)圖的形式單獨(dú)畫出來(lái),這就是分離體。對(duì)于靜力學(xué)問題,一般是根據(jù)平衡條件,列出平衡方程求解未知量。下面舉例說(shuō)明選取分離體、繪制受力圖的方法。 解: 解除斜面和繩子對(duì)小球的約束，畫出小球分離體。畫上小球受的重力G。畫出所有約束反力光滑斜面約束的反力作用于，垂直斜面、指向小球，通過球心O 。繩子的柔索約束力作用在點(diǎn)C，沿繩子方向、背離小球。圖1-33 例1-1圖 例1-2 兩根繩子系住兩小球，畫受力圖。 解: 小球O1受外力有重力G1 ；柔索約束力作用在A ，沿繩子方向、背離小球；小球、大球互為光滑面約束，反力在點(diǎn)C ，作用線沿法線方向、指向小球。據(jù)此畫出小球O1的受力圖。 同樣方法畫出球O2 的受力圖。 圖1-34 例1-2圖例1-1 畫圖中小球的受力圖。哪里有約束,那里就有反力;欲往哪邊動(dòng),反力就阻擋。例1-3 三角形吊架由AB、BC兩桿用鉸鏈聯(lián)接而成,銷軸B處懸掛重量為G的物體,A、C兩處用鉸鏈固定在墻面上,如圖1-35a所示。不計(jì)桿的自重,試分別