：靜力學(xué)公理和物體的受力分析

1、第一章：靜力學(xué)公理和物體的受力分析部門：xxx時(shí)問(wèn)：xxx整理范文，僅供參考，可下載自行編輯第一章靜力學(xué)公理和物體的受力分析一、要求1、深入地理解力、剛體、平衡和約束等重要概念。2、靜力學(xué)公理 或力的基本性質(zhì)）是靜力學(xué)的理論基礎(chǔ)，要求深入理 解。3、明確光滑接觸面約束、柔性約束、光滑較鏈約束的特征。4、能正確地對(duì)單個(gè)物體與物體系進(jìn)行受力分析。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：1、力、剛體、平衡和約束等概念。2、靜力學(xué)公理。3、柔性約束、光滑接觸面、光滑較鏈約束的特征及約束反力的畫(huà) 法。4、單個(gè)物體及物體系的受力分析。難點(diǎn)：1、約束的概念，光滑較鏈約束的特征。2、物體系的受力分析。三、學(xué)習(xí)指導(dǎo)關(guān)于本章的概念：

2、本章的概念較多，對(duì)這些概念的定義要明確，并深刻理解其意義?，F(xiàn)將本章講述的概念整理如下：b5E2RGbCAP屬于力的：力系，等效力系，合力，平衡力系，主動(dòng)力，約束 反力，作用力，反作用力，內(nèi)力，外力。屬于物體的：變形體，彈性體，剛體，自由體，非自由體。屬于數(shù)學(xué)的：代數(shù)量，矢量 向量），單位矢量，定位矢量，滑 動(dòng)矢量。靜力學(xué)公理是最普遍、最基本的客觀規(guī)律，是靜力學(xué)的基礎(chǔ)。要 深入理解這五條公理與兩條推理，要注意在什么條件下，變形體可以 抽象為剛體，剛體的平衡條件對(duì)于變形體有無(wú)意義。plEanqFDPw1、力的概念力是物體間相互的機(jī)械作用，這種作用使物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā) 生改變。對(duì)于力的概念應(yīng)注意以

3、下兩點(diǎn)：1）分清施力物體和受力物體2） 一定要先取分離體，再畫(huà)受力圖。現(xiàn)分述如下：施力物體和受力物體每一個(gè)力都是兩個(gè)物體間相互的機(jī)械作用。其中，一個(gè)是施加力 的物體，稱為施力體；另一個(gè)是接受力的物體，稱為受力體。受力體 是研究對(duì)象。分析受力體受力時(shí)，要明確指出每一個(gè)力的施力體，要 找出與受力體接觸 包括約束）和有場(chǎng) 引力）作用的那些施力體；同 時(shí)，將這些作用以力表示。DXDiTa9E3d一定要先取分離體，再畫(huà)受力圖取分離體實(shí)質(zhì)上是暴露或顯示物體之間相互作用的一種方法，只 有把施力體和受力體分離開(kāi)來(lái)，才能將他們之間的機(jī)械作用以力代 替。另外，工程上所要分析的結(jié)構(gòu)或機(jī)構(gòu)往往很復(fù)雜，如果不取分離 體

4、來(lái)畫(huà)受力圖，對(duì)初學(xué)者，往往分不清施力體和受力體，分不清內(nèi)力 和外力，容易出錯(cuò)。因此，根據(jù)題目的要求，選定某個(gè)或某些剛體作 為研究對(duì)象后，一定要畫(huà)出分離體，在分離體上畫(huà)出受力圖，對(duì)此不 應(yīng)怕麻煩。RTCrpUDGiT2、約束與約束反力關(guān)于約束反力，要弄清楚：1）約束反力的方向怎樣確定？2）約束反力的大小怎樣確定？前一個(gè)問(wèn)題一般在畫(huà)受力圖時(shí)解決；后一個(gè)問(wèn)題則是在畫(huà)好受力 圖后才能解決。在靜力學(xué)問(wèn)題中，約束反力的大小要由平衡條件確 定，而約束反力的方向一般由約束的結(jié)構(gòu)形式確定?！凹s束反力的方 向必與該約束所能夠阻礙的運(yùn)動(dòng)方向相反”。下面依據(jù)這個(gè)準(zhǔn)則，對(duì) 幾種基本類型的約束作進(jìn)一步的討論：5PCzVD

5、7HxA 具有光滑接觸表面的約束除教材所舉的幾例外，再討論幾種情況。1）物體的尖端與光滑面接觸，如圖1-1 M所示，其約束反力沿約束 表面的法線方向。2）物體的光滑表面與尖端約束接觸，如圖 1-1力所示。其約束 反力沿物體表面的法線方向。4過(guò)接 觸面產(chǎn)生的，它A光漕接觸面約束有共性，即約束反為沿接觸表面的 公法線；由于接河表面是圓柱面，所以約束反力的作用線一定與軸線 垂直，而且通過(guò)圓柱面的中心。這種約束又不同于一般光滑接觸面約 束，因接觸點(diǎn)的位置預(yù)先不能確定；所以，約束反力的方向也就不能 二一 R“鬼二當(dāng)軸,銷釘孔相當(dāng)王軸軸承約束的共同鏟陽(yáng)叱于一個(gè)銷釘要與兩個(gè)構(gòu)禰裕閽約士1LJ束關(guān)系。除了題目

6、要求分析銷釘受力的情況外，為便于分析，通常把 銷釘和其中一個(gè)構(gòu)件看成為一個(gè)物體，把它們當(dāng)作軸，另一個(gè)構(gòu)件就 相當(dāng)于軸承了。當(dāng)題目要求分析銷釘受力，可將銷釘作為一個(gè)獨(dú)立的 物體，忽略其重量，再分別研究它和每個(gè)構(gòu)件的約束力。XHAQX74J0X二力構(gòu)件 二力桿）只在兩個(gè)力作用下平衡的構(gòu)件，稱為二力構(gòu)件，簡(jiǎn)稱為二力桿。 它所受的兩個(gè)力必定沿兩力作用點(diǎn)的連線，且等值、反向。在工程實(shí) 際中遇到的二力構(gòu)件，有以下特點(diǎn)：1構(gòu)件上有兩個(gè)約束，而且每 個(gè)約束的約束反力的方向一般都是不定的，2除了兩個(gè)約束反力之 外，再不受任何其它力的作用 包括不計(jì)自重），凡滿足以上兩點(diǎn)的 構(gòu)件，不論形狀如何，都是二力構(gòu)件。要特別

7、注意二力構(gòu)件的形狀不 一定是直桿，可以是任意形狀的構(gòu)件，它所受到的兩個(gè)力必定沿兩力 作用點(diǎn)的連線，且等值、反向。LDAYtRyKfE解題指導(dǎo)受力圖的畫(huà)法如下：1、分離體圖是結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖，只畫(huà)輪廓。分析物體系的受力時(shí)，每取 一個(gè)研究對(duì)象 一個(gè)物體或幾個(gè)物體的組合），都要畫(huà)一個(gè)分離體 圖。Zzz6ZB2Ltk2、力矢量由作用點(diǎn)畫(huà)起，或畫(huà)成指向作用點(diǎn)。3、先畫(huà)主動(dòng)力，再畫(huà)約束反力。只畫(huà)外力，不畫(huà)內(nèi)力。4、約束反力的方向一定要根據(jù)約束類型的特征來(lái)畫(huà)。要善于判別二 力構(gòu)件。5、作用力和反作用力用同一字符表示，對(duì)其中一個(gè)加撇以示區(qū)別。 例如，回和一總之，正確地畫(huà)出物體的受力圖是解決力學(xué)問(wèn)題的第一步。在 畫(huà)受

8、力圖時(shí)，首先要根據(jù)約束的性質(zhì)，確定約束反力；要注意區(qū)分固 定錢鏈之座和輻軸之座的約束反力，后者方向容易確定。在畫(huà)受力圖 時(shí)，要特別注意區(qū)分內(nèi)力和外力，要根據(jù)題目的要求，是畫(huà)整體受力圖還是畫(huà)局部受力圖，如要求我們畫(huà)的是整體結(jié)構(gòu)的受力圖，則內(nèi)力 不必畫(huà)出，只畫(huà)出外力和整體結(jié)構(gòu)與之座之間的約束反力即可；如要 求畫(huà)整體結(jié)構(gòu)中的局部受力圖，則在局部結(jié)構(gòu)之間有成對(duì)內(nèi)力的出 現(xiàn)，是一對(duì)作用力與反作用力。dvzfvkwMII四、典型例題解讀1、判斷題例題1. 1作用在一個(gè)物體上有三個(gè)力，當(dāng)這三個(gè)力的作用線匯交于一點(diǎn)時(shí)，此力系必然平衡。 X ) rqyn14ZNXI分析：三力平衡定理反過(guò)來(lái)不成立。例題1.2兩端

9、用光滑較鏈連接的構(gòu)件是二力構(gòu)件。 )分析：缺少條件“自重不計(jì)、中間不受力”。例題1. 3凡在兩個(gè)力作用下的構(gòu)件稱為二力構(gòu)件。 )分析：兩個(gè)力作用下平衡的構(gòu)件稱為二力構(gòu)件例題1.4輻軸支座的約束反力必沿鉛垂方向，且指向物體內(nèi)部。 X )分析：輻軸支座的約束反力垂直于支承面，指向待定。例題1.5試畫(huà)出題中結(jié)構(gòu)的整體和各構(gòu)件的受力圖。人 題1.5圖 1解：結(jié)構(gòu)中山為二力桿，匆確定 吻冏兩點(diǎn)的爰力方向,再根據(jù)三力 平衡匯交原理可確定可點(diǎn)的受少婿 其解答如下：1/ Y I例題1.6試畫(huà)出題中笏海受力圖。勺回同I. 1*/1解：結(jié)構(gòu)中勺點(diǎn)為光滑接觸面約束，其約束反力很容易確定，值 得注意的是句點(diǎn)的連接與例

10、題1.5中的點(diǎn)不同，例題1.5為光滑較 鏈約束，而本題為連接兩桿的連續(xù)固結(jié)點(diǎn)，非錢鏈約束，使得 回 為一整體結(jié)構(gòu)。EmxvxOtOco例題1.7 題中圖h所示的結(jié)構(gòu)自重不計(jì)，可、|回為固定較支座， 桿回、| k及輪回在處較接，繞過(guò)滑輪的繩一端連接| k肝的臼點(diǎn)，一 端與重回|的重物目相連。試畫(huà)出結(jié)構(gòu)整體及各部分受力圖。SixE2yXPq5假設(shè)的帶銷釘?shù)奈镝苣薳wMyfQFLO二力桿，臼為題|篋支座,回-因?yàn)榱?xí)處較鏈較接有三個(gè)物體（桿ET、及輪 勺約束反力俎隹點(diǎn)。當(dāng)圖將不接觸，都與銷釘（艮鄉(xiāng)怎假設(shè)輪帶銷釘時(shí)，桿凹、|凹|：| b 隹觸，因此，桿acbcW銷釘?shù)淖饔昧︾饔迷谳?C上,各部分將受力

11、圖如圖口、I回、山所示。kavU42VRUs2）假設(shè)桿可帶銷釘時(shí)，桿 臼與輪回互不接觸，而都與銷釘（即桿 接觸，因此，桿 各部分的受力如圖回目、輪d對(duì)銷釘?shù)淖饔昧Χ甲鞣冈跅U巴上,所示。學(xué)、 兇、回BC力肖釘時(shí)及假設(shè)銷釘燉及時(shí)各部分的受力凰評(píng)：對(duì)于較接有多個(gè)物體的錢雷體帶鈉釘或者銷釘獨(dú)立，在題目沒(méi)以畫(huà)畫(huà)彳齦桿 y6V3ALoS弄清楚是假設(shè)哪二企物之或解題不需要時(shí)，可以將專的釘帶在與之相連的任何一個(gè)物體上，不用單獨(dú)取出分析，所有物體都 與銷釘發(fā)生作用，因此，某個(gè)物體帶銷釘，則其它物體都與這個(gè)物體 發(fā)生作用。M2ub6vSTnP回桿為二力桿，滿足二力平衡公理，即回、回必須等值、反向、共線1例題1.8

12、題中山所示的結(jié)混3!定繼上也為 鏈,較支座。試畫(huà)出各部件及整體受個(gè)力偶經(jīng)常U kl KII時(shí)，一定要將分布力照心見(jiàn)圖I,約束反力為冏個(gè)正寺/布力跨過(guò)四個(gè)蹲接”見(jiàn)圖回、鳧）卜不1一個(gè)力偶. 這回pOtl1不能先求合力，再用一半力作用在點(diǎn)圖回）。如以后計(jì)算需要，需將各部件的分布力分別 求合力，即分別在圖H卜山上求合力。叵處約束反力垂直于支承 面。0YujCfmUCw解：整體及各部分受力圖如題中圖|巴卜回卜巴所示。例題1.9 題中圖但所示的結(jié)構(gòu)自重不計(jì)，,為一橫梁，其上的軸|匕按安裝一個(gè)滑輪，繩子繞過(guò)滑輪后吊一重物。繩的另一端系于 |國(guó)|桿 上的-.點(diǎn)。、|匕、H均為錢鏈，。試分析重物、滑輪、I回I

13、梁、|日|桿 所受的力。eUts8ZQVRd解：各物體所受的力如圖I凹所示因I 明確指出哪一個(gè)物體是研究對(duì)象，因哩，所受的力說(shuō)不清楚另外, 是錯(cuò)誤的。sQsAEJkW5T回桿不是。11叫1.。:河電圖m所示的三腳架中, 劉維之輾后還除上。桿產(chǎn)、I L 出二重物以K三腳槊整體所受的力回G未畫(huà)出分第圖兇沒(méi)有 勸究竟是哪二甥桿，把用成澈業(yè)方向|斗日為錢鏈，那再物 、|舊勺自重不計(jì)。試分析|一GMsIasNXkA解：腳架整體的受力圖如卑 川所示O士！、 臼i習(xí)足較鏈的銷釘有理方法。以年按三種方法進(jìn)行受力份析Lil將銷釘當(dāng)作獨(dú)立的物體。受力圖如圖體的作用力 回|句銷釘）、所示擊釘受到三個(gè)物釘）；W桿受回 銷釘回| K ）、回 支座因日）兩個(gè)力的作 用；| W |桿受回 銷釘H |臼）口 支座引國(guó)