《剛體靜力學(xué)基礎(chǔ)》PPT課件.ppt

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1、AFKL第二章力、力矩、力偶§2-1-1力的性質(zhì)一、力的概念1．定義：力是物體間的相互機(jī)械作用，這種作用可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或使物體發(fā)生形變。2.力的效應(yīng)：①運(yùn)動(dòng)效應(yīng)(外效應(yīng))②變形效應(yīng)(內(nèi)效應(yīng))。3.力的三要素：AF力的作用線：沿力矢F的直線KL稱為力的作用線。推論：力是矢量印刷體用黑體字，手寫時(shí)用或表示。印刷體用黑體字，手寫時(shí)用或表示。印刷體用黑體字，手寫時(shí)用或表示。1平衡力系：物體在力系作用下處于平衡，我們稱這個(gè)力系為平衡力系。是指物體相對(duì)于慣性參考系保持靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。三.平衡

2、二.剛體就是在力的作用下，大小和形狀都不變的物體。ABCDFQWG力的單位：國際單位制：牛頓(N),千牛頓(kN)力系：是指作用在物體上的一群力。2§2-1-2力學(xué)基本公理公理1二力平衡公理（P17性質(zhì)四）作用于剛體上的兩個(gè)力，使剛體平衡的必要與充分條件是：這兩個(gè)力大小相等

3、F1

4、=

5、F2

6、,(F1=F2)指向相反F1=–F2作用線共線，只用白體字F表示力的大小，而不在其上加‘－’或‘→’矢量符號(hào)。只用白體字F表示力的大小，而不在其上加‘－’或‘→’矢量符號(hào)。只用白體字F表示力的大小，而不在其上加‘

7、－’或‘→’矢量符號(hào)。公理：是人類經(jīng)過長期實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)而得到的結(jié)論，它被反復(fù)的實(shí)踐所驗(yàn)證，是無須證明而為人們所公認(rèn)的結(jié)論。作用于同一個(gè)物體上。3討論：①對(duì)剛體來說，上面的條件是充要的③二力體：只在兩個(gè)力作用下平衡的剛體叫二力體。②對(duì)變形體(或多體)來說，上面的條件只是必要條件二力桿變形體平衡必要充分兩力大小相等指向相反4在已知力系上加上或減去任意一個(gè)平衡力系，并不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用效應(yīng)。推論1：力的可傳性原理。作用于剛體上的力可沿其作用線移到同一剛體內(nèi)的任一點(diǎn)，而不改變?cè)摿?duì)剛體的效應(yīng)。**公理2

8、加減平衡力系公理對(duì)同一個(gè)剛體來說，力的該性質(zhì)稱為力的可傳性，因此，對(duì)同一個(gè)剛體，力是滑動(dòng)矢量。5剛體受三力作用而平衡，若其中兩力作用線匯交于一點(diǎn)，則另一力的作用線必匯交于同一點(diǎn)，且三力的作用線共面。（不平行的三個(gè)力平衡的必要條件）**公理3力的平行四邊形法則作用于物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力可合成一個(gè)合力，此合力也作用于該點(diǎn)，合力的大小和方向由以原兩力矢為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線來表示。推論2：三力平衡匯交定理6公理4作用力和反作用力定律（P14性質(zhì)二）等值、反向、共線、異體、且同時(shí)存在。[證]∵為平

9、衡力系，∴也為平衡力系。又∵二力平衡必等值、反向、共線，∴三力必匯交，且共面。[例]吊燈7＊＊公理5剛化原理體（剛化為剛體），則平衡狀態(tài)保持不變。公理5告訴我們：處于平衡狀態(tài)的變形體，可用剛體靜力學(xué)的平衡理論去硏究。變形體在某一力系作用下處于平衡，如將此變形體變成剛8⒌約束反力：約束給被約束物體的力叫約束反力。（約束的作用由力來表示，該力稱為約束反力。）§2-1-3約束與約束反力（P4§1-3）一、概念⒈自由體：位移不受限制的物體叫自由體。⒉非自由體：位移受限制的物體叫非自由體。⒊約束：對(duì)非自由體的

10、某些位移預(yù)先施加的限制條件稱為約束。（這里，約束是名詞，而不是動(dòng)詞的約束）⒋主動(dòng)力:促使物體運(yùn)動(dòng)或使物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力稱為主動(dòng)力（如重力、風(fēng)力、切削力、物體壓力、牽引力等）。9⒌約束反力特點(diǎn)：GGN1N2①大小常常是未知的；②方向總是與約束限制的物體的位移方向相反；③作用點(diǎn)在物體與約束相接觸的那一點(diǎn)。10柔性體約束只能承受拉力，所以它們的約束反力是作用在接觸點(diǎn)，方向沿柔性體軸線，背離被約束物體。是離點(diǎn)而去的力。二、約束類型和確定約束反力方向的方法：1.由柔軟的繩索、鏈條或皮帶構(gòu)成的柔性體約束PPT

11、S1S'1S'2S211約束反力作用在接觸點(diǎn)處，方向沿公法線，指向受力物體是向點(diǎn)而來的力。2.光滑接觸面的約束(光滑指摩擦不計(jì))PNNPNANB12FR滑槽與銷釘133.光滑圓柱鉸鏈約束①圓柱鉸鏈銷釘14AAAXAYAA15②固定鉸支座16固定鉸支座17鏈桿約束RA18③活動(dòng)鉸支座（輥軸支座）N的實(shí)際方向也可以向下N19活動(dòng)鉸支座（輥軸支座）20§2-1-4物體的受力分析和受力圖（P6§1-4）一、受力分析解決力學(xué)問題時(shí)，首先要選定需要進(jìn)行研究的物體，即選擇研究對(duì)象；然后根據(jù)已知條件，約束類型并結(jié)合

12、基本概念和公理分析它的受力情況，這個(gè)過程稱為物體的受力分析。作用在物體上的力有：一類是:主動(dòng)力,如重力,風(fēng)力,氣體二類是：被動(dòng)力，即約束反力。壓力等。21畫物體受力圖主要步驟為：①選研究對(duì)象；②取分離體；③畫上主動(dòng)力；④畫出約束反力。二、受力圖[例1]22[例2]畫出下列各構(gòu)件的受力圖QAOBCDE23QAOBCDE24QAOBCDE25[例3]畫出下列各構(gòu)件的受力圖說明：三力平衡必匯交當(dāng)三力平行時(shí)，在無限遠(yuǎn)處匯交，它是一種特殊情況。26[例4]尖點(diǎn)問題應(yīng)去掉約束應(yīng)去