第一章-靜力學(xué)基本概念及物體的受力分析1課件

工程力學(xué)12/12/20221工程力學(xué)12/11/20221第一篇剛體靜力學(xué)工程力學(xué)12/12/20222第一篇剛體靜力學(xué)工程力學(xué)12/11/202221、物體的受力分析：分析物體（包括物體系）受哪些力，每個力的作用位置和方向，并畫出物體的受力圖。2、力系的等效替換（或簡化）：用一個簡單力系等效代替一個復(fù)雜力系。3、建立各種力系的平衡條件：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)實際問題。靜力學(xué)研究的主要問題12/12/202231、物體的受力分析：分析物體（包括物體系）受哪些力，每個力的目的要求1．深入地理解力、剛體、平衡和約束等重要概念。2．深入理解靜力學(xué)公理（或力的基本性質(zhì)）。3．明確和掌握典型約束的特征及約束反力的畫法。4．熟練掌握單個物體與物體系統(tǒng)的受力分析。

目的要求12/12/20224目的要求目的要求12/11/20224第一章靜力學(xué)基本概念及物體的受力分析本章內(nèi)容: 1靜力學(xué)的基本概念 2力的基本性質(zhì) 3約束及約束反力 4物體的受力分析及受力圖12/12/20225第一章靜力學(xué)基本概念及物體的受力分析本章內(nèi)容:12/111.力的定義

力是物體相互間的機械作用，其作用結(jié)果使物體的形狀和運動狀態(tài)發(fā)生改變。確定力的必要因素3.力的三要素大小

方向作用點2.力的效應(yīng)外效應(yīng)—改變物體運動狀態(tài)的效應(yīng)。內(nèi)效應(yīng)—引起物體變形的效應(yīng)。靜力學(xué)基本概念（一）力§1-1靜力學(xué)的基本概念12/12/202261.力的定義力是物體相互間的機械作用，其作用結(jié)果使物4.力的表示法5.力的單位——力是一矢量，用數(shù)學(xué)上的矢量記號來表示，如圖F—在國際單位制中，力的單位是牛頓(N)1N=1千克?米/秒2（kg?m/s2)靜力學(xué)基本概念（一）力

印刷體用黑體字，手寫時用或表示。12/12/202274.力的表示法5.力的單位——力是一矢量，用數(shù)學(xué)上的矢量

力系：同時作用于物體上的一群力，稱為力系

靜力學(xué)基本概念（二）力系平面力系空間力系匯交力系力偶力系平行力系任意力系平面匯交力系平面力偶力系平面平行力系平面任意力系空間匯交力系空間力偶力系空間平行力系空間任意力系12/12/20228力系：同時作用于物體上的一群力，稱為力系剛體是一種理想的力學(xué)模型。

一個物體能否視為剛體，不僅取決于變形的大小，而且和問題本身的要求有關(guān)。

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淖饔孟拢我鈨牲c間的距離保持不變的物體。靜力學(xué)基本概念（三）剛體12/12/20229剛體是一種理想的力學(xué)模型。一個物體能否視為剛體材料模型變形體模型剛體模型12/12/202210材料模型變形體模型剛體模型12/11/20221

所謂物體的平衡就是指物體相對于周圍物體保持其靜止或勻速直線運動的狀態(tài)。

在一般的工程技術(shù)問題中，就是指物體相對于地球的平衡，特別是指相對于地面的平衡。要使物體保持平衡狀態(tài)，作用于物體上的一群力（稱為力系）要滿足一定的條件，這些條件稱為力系的平衡條件。

靜力學(xué)基本概念（四）平衡12/12/202211所謂物體的平衡就是指物體相對于周圍物體保持其靜止或勻等效力系——對物體的作用效果相同的兩個力系。平衡力系——能使物體維持平衡的力系。合力——在特殊情況下，能和一個力系等效的一個力平衡力——滿足平衡條件的力系中，其中任意一個力為其余力的平衡力。

靜力學(xué)基本概念（五）其他12/12/202212等效力系——對物體的作用效果相同的兩個力系。平衡力系——能使公理1二力平衡公理作用在剛體上的兩個力，使剛體保持平衡的必要和充分條件是：這兩個力大小相等，方向相反，且作用在同一條直線上。對于變形體而言，二力平衡公理只是必要條件，但不是充分條件?！?-2力的基本性質(zhì)12/12/202213公理1二力平衡公理§1-2力的基本性質(zhì)12/11/2作用線共線，作用于同一個物體上。§1-2力的基本性質(zhì)12/12/202214作用線共線，作用于同一個物體上?！?-2力的基本性質(zhì)12二力桿(二力構(gòu)件)12/12/202215二力桿(二力構(gòu)件)12/11/20221512/12/20221612/11/202216公理2加減平衡力系公理：在已知力系上加上或者減去任意平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用。

推論1力的可傳性原理

作用在剛體上某點的力，可以沿著它的作用線移動到剛體內(nèi)任意一點，并不改變該力對剛體的作用效應(yīng)。（如圖）

§1-2力的基本性質(zhì)12/12/202217公理2加減平衡力系公理：在已知力系上加上或者減去公理3力的平行四邊形公理作用在剛體上同一點的兩個力，可以合成為一個合力。合力的作用點也在該點，合力的大小、方向，由這兩個力為邊構(gòu)成的平行四邊形的對角線確定。

§1-2力的基本性質(zhì)12/12/202218公理3力的平行四邊形公理§1-2力的基本性質(zhì)12/1推論2三力平衡匯交原理：作用在剛體上三個相互平衡的力，若其中兩個力的作用線匯交于一點，則第三個力的作用線通過匯交點。§1-2力的基本性質(zhì)12/12/202219推論2三力平衡匯交原理：作用在剛體上三個相互平衡的力，若其

若剛體在三個力的作用下處于平衡，且其中二力相交于一點時，則第三個力的作用線必通過同一點。OAF1BF2CF3R12證明方法：1利用力的可傳性原理找到任意兩個力的交點2利用平行四邊形法則在交點合成一個合力3該合力與第三個力滿足二力平衡公理，必定共線，即三力平衡必匯交與一點各力的匯交點12/12/202220OAF1BF2CF3R12證明方法：1利用力的可傳性原理找公理4作用與反作用公理兩物體間的作用力與反作用力總是同時存在，且大小相等、方向相反、沿同一條直線，分別作用在這兩個物體上。作用力與反作用力互相依存、同時出現(xiàn)、同時消失，分別作用在相互作用的兩物體上。作用力與反作用力與二力平衡公理中的兩個力有著本質(zhì)的區(qū)別?！?-2力的基本性質(zhì)12/12/202221公理4作用與反作用公理§1-2力的基本性質(zhì)12/1§1-2力的基本性質(zhì)12/12/202222§1-2力的基本性質(zhì)12/11/202222約束：對非自由體的位移起限制作用的物體.約束力：由約束體產(chǎn)生的阻礙非自由體動的力，它的作用點在約束與被約束物體相互接觸處，方向總是和所要阻擋的位移方向(或位移趨勢)相反,大小將由平衡條件求出.約束力大小——待定方向——與該約束所能阻礙的位移方向相反作用點——接觸處§1-3約束及約束反力自由體：在空間可以自由運動而獲得任意位移的物體.非自由體：因受周圍物體的阻礙、限制而不能任意運動的物體.主動力：使物體運動或有運動趨勢的力，也稱載荷第三節(jié)約束與約束力12/12/202223約束：對非自由體的位移起限制作用的物體.約束力：1、由柔軟的繩索、膠帶或鏈條等構(gòu)成的約束柔索只能受拉力，又稱張力.用表示．第三節(jié)約束與約束力柔索對物體的約束力沿著柔索背向被約束物體．12/12/2022241、由柔軟的繩索、膠帶或鏈條等構(gòu)成的約束柔索只能受拉力，2、具有光滑接觸面（線、點）的約束（光滑接觸約束）第三節(jié)約束與約束力光滑支承接觸對非自由體的約束力，作用在接觸處；方向沿接觸處的公法線并指向受力物體，故稱為法向約束力，用表示．12/12/2022252、具有光滑接觸面（線、點）的約束（光滑接觸約束）第三節(jié)

3、光滑圓柱鉸鏈約束特點：由兩個各穿孔的構(gòu)件及圓柱銷釘組成，如剪刀．12/12/2022263、光滑圓柱鉸鏈約束特點：由兩個各穿孔的構(gòu)件及圓柱銷釘組(a)(b)光滑圓柱形鉸鏈約束12/12/202227(a)光滑圓柱鉸鏈約束ABFAB12/12/202228光滑圓柱鉸鏈約束ABFAB12/11/202228約束力：光滑圓柱鉸鏈：亦為孔與軸的配合問題，與軸承一樣，可用兩個正交分力表示．其中有作用反作用關(guān)系一般不必分析銷釘受力，當(dāng)要分析時，必須把銷釘單獨取出．12/12/202229約束力：光滑圓柱鉸鏈：亦為孔與軸的配合問題，與軸承一樣，可用4、固定鉸鏈支座約束特點：由上面構(gòu)件1或2之一與地面或機架固定而成．約束力：與圓柱鉸鏈相同以上三種約束（經(jīng)向軸承、光滑圓柱鉸鏈、固定鉸鏈支座）其約束特性相同，均為軸與孔的配合問題，都可稱作光滑圓柱鉸鏈．12/12/2022304、固定鉸鏈支座約束特點：由上面構(gòu)件1或2之一與地面或機FyFx固定鉸鏈支座F12/12/202231FyFx固定鉸鏈支座F12/11/2022315、滾動鉸支座約束特點：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：構(gòu)件受到⊥光滑面的約束力．12/12/2022325、滾動鉸支座約束特點：在上述固定鉸支座與光滑固定平面之間FF滾動鉸支座12/12/202233FF滾動鉸支座12/11/202233固定鉸支座和滾動鉸支座實例12/12/202234固定鉸支座和滾動鉸支座實例12/11/2022346、軸承約束第三節(jié)約束與約束力12/12/2022356、軸承約束第三節(jié)約束與約束力12/11/2約束力：當(dāng)不計摩擦?xí)r，軸與孔在接觸為光滑接觸約束——法向約束力．約束力作用在接觸處，沿徑向指向軸心．當(dāng)外界載荷不同時，接觸點會變，則約束力的大小與方向均有改變．可用二個通過軸心的正交分力表示．12/12/202236約束力：當(dāng)不計摩擦?xí)r，軸與孔在接觸為光滑接觸約束——法向約止推軸承約束特點：止推軸承比徑向軸承多一個軸向的位移限制．約束力：比徑向軸承多一個軸向的約束反力，亦有三個正交分力．12/12/202237止推軸承約束特點：止推軸承比徑向軸承多一個軸向的位移限制．約球鉸鏈約束特點：通過球與球殼將構(gòu)件連接，構(gòu)件可以繞球心任意轉(zhuǎn)動，但構(gòu)件與球心不能有任何移動．約束力：當(dāng)忽略摩擦?xí)r，球與球座亦是光滑約束問題．約束力通過接觸點,并指向球心,是一個不能預(yù)先確定的空間力.可用三個正交分力表示．12/12/202238球鉸鏈約束特點：通過球與球殼將構(gòu)件連接，構(gòu)件可以繞球心任意盆骨與股骨之間的球鉸連接12/12/202239盆骨與股骨之間的球鉸連接12/11/202239固定端約束FAxFAy這種約束類型如釘子釘入墻壁，電線桿埋入地中，均為物體一端固定，稱為固定端約束。這種約束除了限制物體在水平方向和鉛直方向移動外，還能限制物體在平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動，因此除了有約束反力FAx

FAy還有約束反力偶M，如圖所示。12/12/202240固定端約束FAxFAy這種約束類型如釘子釘入墻壁，電線桿埋（1）柔索約束——張力球鉸鏈——空間三正交分力止推軸承——空間三正交分力（4）滾動支座——⊥光滑面（3）光滑鉸鏈——（2）光滑面約束——法向約束力固定端——約束反力FAx

FAy還有約束反力偶M軸承約束——（5）（6）（7）（8）12/12/202241（1）柔索約束——張力球鉸鏈——空間三正交分力止推軸承——空§1-4物體的受力分析和受力圖在受力圖上應(yīng)畫出所有力，主動力和約束力（被動力）畫受力圖步驟：（1）取分離體：根據(jù)問題的要求確定研究對象，將它從周圍物體的約束中分離出來，單獨畫出研究對象的輪廓圖形；（2）畫已知力：載荷，特意指明的重力等，不特意指明重力的構(gòu)件都是不考慮重力的；（3）畫約束反力：確定約束類型，根據(jù)約束性質(zhì)畫出約束反力；受力圖是求解靜力學(xué)問題的依據(jù)，是解力學(xué)問題的關(guān)鍵，不能畫錯。

12/12/202242§1-4物體的受力分析和受力圖在受力圖上應(yīng)畫出所有力例1-1解：1.畫出簡圖2.畫出主動力3.畫出約束力碾子重為，拉力為，、處光滑接觸，畫出碾子的受力圖．12/12/202243例1-1解：1.畫出簡圖2.畫出主動力3.畫出約束力碾子重為例1-2解：1.取屋架2.畫出主動力3.畫出約束力畫出簡圖屋架受均布風(fēng)力（N/m），屋架重為，畫出屋架的受力圖．12/12/202244例1-2解：1.取屋架2.畫出主動力3.畫出約束力畫出簡圖思考題如圖所示，各物體處于平衡，試判斷各圖中所畫受力圖是否正確？原因何在？12/12/202245思考題如圖所示，各物體處于平衡，試判斷各圖中所畫受力圖是畫受力圖的注意事項

（1）首先必須明確研究對象，確定受力物體和施力物體，要求一個對象只畫一個受力圖；（2）在分離體上畫出全部主動力和約束力，必須畫出周圍所有物體對它的作用力，即所受的一切主動力和約束反力；（3）畫約束力時，由該約束本身特性來確定約束力的方向。（4）受力圖上要標(biāo)明各力的名稱及作用點的位置。（5）一般情況下，不要將力合成或分解。（6）畫受力圖時，要注意應(yīng)用二力平衡公理、作用力與反作用力的關(guān)系。12/12/202246畫受力圖的注意事項（1）首先必須明確研究對象，確定受力物例1-3解：取桿，其為二力構(gòu)件，簡稱二力桿，其受力圖如圖(b)水平均質(zhì)梁重為，電動機重為，不計桿的自重，畫出桿和梁的受力圖．圖(a)二力構(gòu)件（二力桿）:只在兩個力作用下平衡的構(gòu)件稱為二力構(gòu)件。12/12/202247例1-3解：水平均質(zhì)梁重為，電動機重為，不取梁，其受力圖如圖(c)若這樣畫，梁的受力圖又如何改動?

桿的受力圖能否畫為圖（d）所示？12/12/202248取梁，其受力圖如圖(c)若這樣畫，梁的受力圖又例1-4

不計三鉸拱橋的自重與摩擦，畫出左、右拱的受力圖與系統(tǒng)整體受力圖．解：右拱為二力構(gòu)件，其受力圖如圖（b）所示12/12/202249例1-4不計三鉸拱橋的自重與摩擦，畫出左、右拱系統(tǒng)整體受力圖如圖（d）所示取左拱,其受力圖如圖（c）所示12/12/202250系統(tǒng)整體受力圖如圖（d）所示取左拱,其受力圖如圖（c）討論：若左、右兩拱都考慮自重，如何畫出各受力圖？如圖（g）（h）（i）12/12/202251討論：若左、右兩拱都考慮自重，如何畫出各受力圖？如圖（g）（例1-5不計自重的梯子放在光滑水平地面上，畫出梯子、梯子左右兩部分與整個系統(tǒng)受力圖．圖(a)解：繩子受力圖如圖（b）所示12/12/202252例1-5不計自重的梯子放在光滑水平地面上，畫出梯子、梯子左右梯子左邊部分受力圖如圖（c）所示梯子右邊部分受力圖如圖（d）所示12/12/202253梯子左邊部分受力圖如圖（c）所示梯子右邊部分受力圖如圖（d）整體受力圖如圖（e）所示提問：左右兩部分梯子在A處，繩子對左右兩部分梯子均有力作用，為什么在整體受力圖沒有畫出？12/12/202254整體受力圖如圖（e）所示提問：左右兩部分梯子在A處，繩子對左小結(jié)

1．基本概念

力和剛體是靜力學(xué)的基本概念。（1）力對物體的作用有兩種效應(yīng)，外效應(yīng)和內(nèi)效應(yīng)。靜力學(xué)只研究力的外效應(yīng)。（2）剛體是不變形的固體，它是力學(xué)中物體的一種抽象化模型。在靜力學(xué)中把所研究的物體看成是剛體，這就是使得研究平衡問題時大為簡化。

2．靜力學(xué)公理

靜力學(xué)公理是靜力學(xué)的基礎(chǔ)。二力平衡公理、加減平衡力系公理和力的可傳性原理只適用于剛體而不適用于變形體。作用力與反作用力雖然大小相等、方向相反，沿同一直線，但是作用在兩個不同的物體上；它不是二力平衡公理中所說的兩個作用在同一剛體上的力。因此，不能認(rèn)為作用力與反作用力互相平衡。

12/12/202255小結(jié)1．基本概念12/11/202255

3．約束與約束反力

物體受周圍其他物體的限制，使它沿某些方向的運動成為不可能，這些周圍物體叫做該物體的約束。約束對被約束物體的作用力，叫約束反力。分析約束反力不能根據(jù)被約束物體的運動趨勢，而是根據(jù)約束的性質(zhì)，要看約束怎樣限制物體的運動。對工程中的幾種基本類型約束要能正確理解，熟練掌握。

4．受力圖

畫受力圖是力學(xué)中重要的一環(huán)，若受力圖錯了，分析和計算也必將導(dǎo)致錯誤的結(jié)果。畫受力圖的步驟，可大致歸納如下：（1）首先根據(jù)問題的要求確定研究對象，并將確定的研究對象，從周圍物體的約束中分離出來。（2）畫已知力，例如重力、載荷等。（3）畫約束反力。先分析研究對象和周圍物體的連接屬于哪類約束，再根據(jù)約束性質(zhì)畫約束反力。

12/12/2022563．約束與約束反力12/11/202256作業(yè)：1-3(b)(d),(e)1-4（a),(g),(j)12/12/202257作業(yè)：12/11/202257工程力學(xué)12/12/202258工程力學(xué)12/11/20221第一篇剛體靜力學(xué)工程力學(xué)12/12/202259第一篇剛體靜力學(xué)工程力學(xué)12/11/202221、物體的受力分析：分析物體（包括物體系）受哪些力，每個力的作用位置和方向，并畫出物體的受力圖。2、力系的等效替換（或簡化）：用一個簡單力系等效代替一個復(fù)雜力系。3、建立各種力系的平衡條件：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)實際問題。靜力學(xué)研究的主要問題12/12/2022601、物體的受力分析：分析物體（包括物體系）受哪些力，每個力的目的要求1．深入地理解力、剛體、平衡和約束等重要概念。2．深入理解靜力學(xué)公理（或力的基本性質(zhì)）。3．明確和掌握典型約束的特征及約束反力的畫法。4．熟練掌握單個物體與物體系統(tǒng)的受力分析。

目的要求12/12/202261目的要求目的要求12/11/20224第一章靜力學(xué)基本概念及物體的受力分析本章內(nèi)容: 1靜力學(xué)的基本概念 2力的基本性質(zhì) 3約束及約束反力 4物體的受力分析及受力圖12/12/202262第一章靜力學(xué)基本概念及物體的受力分析本章內(nèi)容:12/111.力的定義

力是物體相互間的機械作用，其作用結(jié)果使物體的形狀和運動狀態(tài)發(fā)生改變。確定力的必要因素3.力的三要素大小

方向作用點2.力的效應(yīng)外效應(yīng)—改變物體運動狀態(tài)的效應(yīng)。內(nèi)效應(yīng)—引起物體變形的效應(yīng)。靜力學(xué)基本概念（一）力§1-1靜力學(xué)的基本概念12/12/2022631.力的定義力是物體相互間的機械作用，其作用結(jié)果使物4.力的表示法5.力的單位——力是一矢量，用數(shù)學(xué)上的矢量記號來表示，如圖F—在國際單位制中，力的單位是牛頓(N)1N=1千克?米/秒2（kg?m/s2)靜力學(xué)基本概念（一）力

印刷體用黑體字，手寫時用或表示。12/12/2022644.力的表示法5.力的單位——力是一矢量，用數(shù)學(xué)上的矢量

力系：同時作用于物體上的一群力，稱為力系

靜力學(xué)基本概念（二）力系平面力系空間力系匯交力系力偶力系平行力系任意力系平面匯交力系平面力偶力系平面平行力系平面任意力系空間匯交力系空間力偶力系空間平行力系空間任意力系12/12/202265力系：同時作用于物體上的一群力，稱為力系剛體是一種理想的力學(xué)模型。

一個物體能否視為剛體，不僅取決于變形的大小，而且和問題本身的要求有關(guān)。

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。或者在力的作用下，任意兩點間的距離保持不變的物體。靜力學(xué)基本概念（三）剛體12/12/202266剛體是一種理想的力學(xué)模型。一個物體能否視為剛體材料模型變形體模型剛體模型12/12/202267材料模型變形體模型剛體模型12/11/20221

所謂物體的平衡就是指物體相對于周圍物體保持其靜止或勻速直線運動的狀態(tài)。

在一般的工程技術(shù)問題中，就是指物體相對于地球的平衡，特別是指相對于地面的平衡。要使物體保持平衡狀態(tài)，作用于物體上的一群力（稱為力系）要滿足一定的條件，這些條件稱為力系的平衡條件。

靜力學(xué)基本概念（四）平衡12/12/202268所謂物體的平衡就是指物體相對于周圍物體保持其靜止或勻等效力系——對物體的作用效果相同的兩個力系。平衡力系——能使物體維持平衡的力系。合力——在特殊情況下，能和一個力系等效的一個力平衡力——滿足平衡條件的力系中，其中任意一個力為其余力的平衡力。

靜力學(xué)基本概念（五）其他12/12/202269等效力系——對物體的作用效果相同的兩個力系。平衡力系——能使公理1二力平衡公理作用在剛體上的兩個力，使剛體保持平衡的必要和充分條件是：這兩個力大小相等，方向相反，且作用在同一條直線上。對于變形體而言，二力平衡公理只是必要條件，但不是充分條件。§1-2力的基本性質(zhì)12/12/202270公理1二力平衡公理§1-2力的基本性質(zhì)12/11/2作用線共線，作用于同一個物體上。§1-2力的基本性質(zhì)12/12/202271作用線共線，作用于同一個物體上?！?-2力的基本性質(zhì)12二力桿(二力構(gòu)件)12/12/202272二力桿(二力構(gòu)件)12/11/20221512/12/20227312/11/202216公理2加減平衡力系公理：在已知力系上加上或者減去任意平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用。

推論1力的可傳性原理

作用在剛體上某點的力，可以沿著它的作用線移動到剛體內(nèi)任意一點，并不改變該力對剛體的作用效應(yīng)。（如圖）

§1-2力的基本性質(zhì)12/12/202274公理2加減平衡力系公理：在已知力系上加上或者減去公理3力的平行四邊形公理作用在剛體上同一點的兩個力，可以合成為一個合力。合力的作用點也在該點，合力的大小、方向，由這兩個力為邊構(gòu)成的平行四邊形的對角線確定。

§1-2力的基本性質(zhì)12/12/202275公理3力的平行四邊形公理§1-2力的基本性質(zhì)12/1推論2三力平衡匯交原理：作用在剛體上三個相互平衡的力，若其中兩個力的作用線匯交于一點，則第三個力的作用線通過匯交點?！?-2力的基本性質(zhì)12/12/202276推論2三力平衡匯交原理：作用在剛體上三個相互平衡的力，若其

若剛體在三個力的作用下處于平衡，且其中二力相交于一點時，則第三個力的作用線必通過同一點。OAF1BF2CF3R12證明方法：1利用力的可傳性原理找到任意兩個力的交點2利用平行四邊形法則在交點合成一個合力3該合力與第三個力滿足二力平衡公理，必定共線，即三力平衡必匯交與一點各力的匯交點12/12/202277OAF1BF2CF3R12證明方法：1利用力的可傳性原理找公理4作用與反作用公理兩物體間的作用力與反作用力總是同時存在，且大小相等、方向相反、沿同一條直線，分別作用在這兩個物體上。作用力與反作用力互相依存、同時出現(xiàn)、同時消失，分別作用在相互作用的兩物體上。作用力與反作用力與二力平衡公理中的兩個力有著本質(zhì)的區(qū)別?！?-2力的基本性質(zhì)12/12/202278公理4作用與反作用公理§1-2力的基本性質(zhì)12/1§1-2力的基本性質(zhì)12/12/202279§1-2力的基本性質(zhì)12/11/202222約束：對非自由體的位移起限制作用的物體.約束力：由約束體產(chǎn)生的阻礙非自由體動的力，它的作用點在約束與被約束物體相互接觸處，方向總是和所要阻擋的位移方向(或位移趨勢)相反,大小將由平衡條件求出.約束力大小——待定方向——與該約束所能阻礙的位移方向相反作用點——接觸處§1-3約束及約束反力自由體：在空間可以自由運動而獲得任意位移的物體.非自由體：因受周圍物體的阻礙、限制而不能任意運動的物體.主動力：使物體運動或有運動趨勢的力，也稱載荷第三節(jié)約束與約束力12/12/202280約束：對非自由體的位移起限制作用的物體.約束力：1、由柔軟的繩索、膠帶或鏈條等構(gòu)成的約束柔索只能受拉力，又稱張力.用表示．第三節(jié)約束與約束力柔索對物體的約束力沿著柔索背向被約束物體．12/12/2022811、由柔軟的繩索、膠帶或鏈條等構(gòu)成的約束柔索只能受拉力，2、具有光滑接觸面（線、點）的約束（光滑接觸約束）第三節(jié)約束與約束力光滑支承接觸對非自由體的約束力，作用在接觸處；方向沿接觸處的公法線并指向受力物體，故稱為法向約束力，用表示．12/12/2022822、具有光滑接觸面（線、點）的約束（光滑接觸約束）第三節(jié)

3、光滑圓柱鉸鏈約束特點：由兩個各穿孔的構(gòu)件及圓柱銷釘組成，如剪刀．12/12/2022833、光滑圓柱鉸鏈約束特點：由兩個各穿孔的構(gòu)件及圓柱銷釘組(a)(b)光滑圓柱形鉸鏈約束12/12/202284(a)光滑圓柱鉸鏈約束ABFAB12/12/202285光滑圓柱鉸鏈約束ABFAB12/11/202228約束力：光滑圓柱鉸鏈：亦為孔與軸的配合問題，與軸承一樣，可用兩個正交分力表示．其中有作用反作用關(guān)系一般不必分析銷釘受力，當(dāng)要分析時，必須把銷釘單獨取出．12/12/202286約束力：光滑圓柱鉸鏈：亦為孔與軸的配合問題，與軸承一樣，可用4、固定鉸鏈支座約束特點：由上面構(gòu)件1或2之一與地面或機架固定而成．約束力：與圓柱鉸鏈相同以上三種約束（經(jīng)向軸承、光滑圓柱鉸鏈、固定鉸鏈支座）其約束特性相同，均為軸與孔的配合問題，都可稱作光滑圓柱鉸鏈．12/12/2022874、固定鉸鏈支座約束特點：由上面構(gòu)件1或2之一與地面或機FyFx固定鉸鏈支座F12/12/202288FyFx固定鉸鏈支座F12/11/2022315、滾動鉸支座約束特點：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：構(gòu)件受到⊥光滑面的約束力．12/12/2022895、滾動鉸支座約束特點：在上述固定鉸支座與光滑固定平面之間FF滾動鉸支座12/12/202290FF滾動鉸支座12/11/202233固定鉸支座和滾動鉸支座實例12/12/202291固定鉸支座和滾動鉸支座實例12/11/2022346、軸承約束第三節(jié)約束與約束力12/12/2022926、軸承約束第三節(jié)約束與約束力12/11/2約束力：當(dāng)不計摩擦?xí)r，軸與孔在接觸為光滑接觸約束——法向約束力．約束力作用在接觸處，沿徑向指向軸心．當(dāng)外界載荷不同時，接觸點會變，則約束力的大小與方向均有改變．可用二個通過軸心的正交分力表示．12/12/202293約束力：當(dāng)不計摩擦?xí)r，軸與孔在接觸為光滑接觸約束——法向約止推軸承約束特點：止推軸承比徑向軸承多一個軸向的位移限制．約束力：比徑向軸承多一個軸向的約束反力，亦有三個正交分力．12/12/202294止推軸承約束特點：止推軸承比徑向軸承多一個軸向的位移限制．約球鉸鏈約束特點：通過球與球殼將構(gòu)件連接，構(gòu)件可以繞球心任意轉(zhuǎn)動，但構(gòu)件與球心不能有任何移動．約束力：當(dāng)忽略摩擦?xí)r，球與球座亦是光滑約束問題．約束力通過接觸點,并指向球心,是一個不能預(yù)先確定的空間力.可用三個正交分力表示．12/12/202295球鉸鏈約束特點：通過球與球殼將構(gòu)件連接，構(gòu)件可以繞球心任意盆骨與股骨之間的球鉸連接12/12/202296盆骨與股骨之間的球鉸連接12/11/202239固定端約束FAxFAy這種約束類型如釘子釘入墻壁，電線桿埋入地中，均為物體一端固定，稱為固定端約束。這種約束除了限制物體在水平方向和鉛直方向移動外，還能限制物體在平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動，因此除了有約束反力FAx

FAy還有約束反力偶M，如圖所示。12/12/202297固定端約束FAxFAy這種約束類型如釘子釘入墻壁，電線桿埋（1）柔索約束——張力球鉸鏈——空間三正交分力止推軸承——空間三正交分力（4）滾動支座——⊥光滑面（3）光滑鉸鏈——（2）光滑面約束——法向約束力固定端——約束反力FAx

FAy還有約束反力偶M軸承約束——（5）（6）（7）（8）12/12/202298（1）柔索約束——張力球鉸鏈——空間三正交分力止推軸承——空§1-4物體的受力分析和受力圖在受力圖上應(yīng)畫出所有力，主動力和約束力（被動力）畫受力圖步驟：（1）取分離體：根據(jù)問題的要求確定研究對象，將它從周圍物體的約束中分離出來，單獨畫出研究對象的輪廓圖形；（2）畫已知力：載荷，特意指明的重力等，不特意指明重力的構(gòu)件都是不考慮重力的；（3）畫約束反力：確定約束類型，根據(jù)約束性質(zhì)畫出約束反力；受力圖是求解靜力學(xué)問題的依據(jù)，是解力學(xué)問題的關(guān)鍵，不能畫錯。

12/12/202299§1-4物體的受力分析和受力圖在受力圖上應(yīng)畫出所有力例1-1解：1.畫出簡圖2.畫出主動力3.畫出約束力碾子重為，拉力為，、處光滑接觸，畫出碾子的受力圖．12/12/2022100例1-1解：1.畫出簡圖2.畫出主動力3.畫出約束力碾子重為例1-2解：1.取屋架2.畫出主動力3.畫出約束力畫出簡圖屋架受均布風(fēng)力（N/m），屋架重為，畫出屋架的受力圖．12/12/2022101例1-2解：1.取屋架2.畫出主動力3.畫出約束力畫出簡圖思考題如圖所示，各物體處于平衡，試判斷各圖中所畫受力圖是否正確？原因何在？12/12/2022102思考題如圖所示，各物體處于平衡，試判斷各圖中所畫受力圖是畫受力圖的注意事項

（1）首先必須明確研究對象，確定受力物體和施力物體，要求一個對象只畫一個受力圖；（2）在分離體上畫出全部主動力和約束力，必須畫出周圍所有物體對它的作用力，即所受的一切主動力和約束反力；（3）畫約束力時，由該約束本身特性來確定約束力的方向。（4）受力圖上要標(biāo)明各力的名稱及作用點的位置。（5）一般情況下，不要將力合成或分解。（6）畫受力圖時，要注意應(yīng)用二力平衡公理、作用力與反作用力的關(guān)系。12/12/2022103畫受力圖的注意事項（1）首先必須明確研究對象，確定受力物例1-3解：取桿，其為二力構(gòu)件，簡稱二力桿，其受力圖如圖(b)水平均質(zhì)梁重為，電動機重為，不計桿的自重，畫出桿和梁的受力圖．圖(a)二力構(gòu)件（二力桿）:只在兩個力作用下平衡的構(gòu)件稱為二力