《理论力学 Theoretical Mechanics》课程PPT教学课件（静力学）第一章 静力学公理及物体的受力分析

第一篇静力学 引言 静力学:研究物体在力系作用下的平 衡条件的科学 二、静力学研究的主要内容: 研究力系的合成和简化 一研究受力物体的平衡规律

第一篇 静 力 学 二、静力学研究的主要内容： — 研究力系的合成和简化 —研究受力物体的平衡规律。 一、静力学：研究物体在力系作用下的平 衡条件的科学 引 言

三、几个重要的基本概念 1、平衡 物体相对于惯性坐标系(工程中通常指地面)保 持静止或匀速直线运动 2、力是矢力的三要素: 大小、方向、作用线 3、力的单位:N(牛顿)、kN(千牛) 4、力系:平面力系、空间力系 平衡力系、等效力系、 合力

4、力系： 1、平衡 2、力是矢 量 3、力的单位：N（牛顿）、kN（千牛） 三、几个重要的基本概念 物体相对于惯性坐标系（工程中通常指地面)保 持静止或匀速直线运动。 平面力系、空间力系 力的三要素： 大小、方向、作用线 平衡力系、等效力系、 合力

第一章静力学公理及物体的受力分析 §1-1静力学公理 公理1:力的平行四边形法则 公理2:二力平衡公理特例:二力构件(二力杆) 公理3:加减平衡力系公理 推理1:力的可传性定理 推理2:三力平衡汇交定理 公理4:作用与反作用定律 公理5:刚化原理

§1-1 静力学公理 公理1：力的平行四边形法则 公理2：二力平衡公理 特例：二力构件（二力杆） 公理3：加减平衡力系公理 公理4：作用与反作用定律 公理5：刚化原理 推理1：力的可传性定理 推理2：三力平衡汇交定理 第一章 静力学公理及物体的受力分析

公理1:力的平行四边形法则 F=E+F

F1  F2  FR F1 F2    = + 公理1：力的平行四边形法则

公理1:力的平行四边形法则 R F1+F2 r-F+F2 F-E+F R 三角形法则 将各分力首尾相连,然后从 起点→终点,得到合力

F1  F2  FR F1 F2    = + 公理1：力的平行四边形法则 三角形法则 F1  F2  FR F1 F2    = + F1  F2  FR F1 F2    = + 将各分力首尾相连，然后从 起点 → 终点，得到合力

F F+ R 正交分解: F F1 力的分解: A 同样要根据平行四边形法则。 显然,力的分解是不 确定的,欲得到唯 =F coS C 的分解结果,必须附 加一定的条件。 A= sin c

F1  F2  FR F1 F2    = + 力的分解： 同样要根据平行四边形法则。 显然，力的分解是不 确定的，欲得到唯一 的分解结果，必须附 加一定的条件。 正交分解： Fy  Fx    sin cos F F F F y x = = A F  x y α

公理2:二力平衡公理 (刚体上仅作用两个力时,平衡的充要条件为:这两 个力大小相等、方向相反、位于同一直线上。) 特例:二力构件(二力杆) F

F1  F2  特例：二力构件（二力杆） 公理2：二力平衡公理 (刚体上仅作用两个力时，平衡的充要条件为：这两 个力大小相等、方向相反、位于同一直线上。） F2  F2  F1  F1 

公理3:加减平衡力系公理 在作用于刚体的已知力系上,加上或减去任意 个平衡力系,不会改变原力系对刚体的作用效应 推理1:力的可传性定理 作用在刚体上的力,可沿其作用线移动,不改 变它对刚体的作用 B B A A

公理3：加减平衡力系公理 B F2 A 推理1：力的可传性定理 在作用于刚体的已知力系上，加上或减去任意一 个平衡力系，不会改变原力系对刚体的作用效应。 F A F1 B F2 作用在刚体上的力,可沿其作用线移动，不改 变它对刚体的作用 A B F

推理2:三力平衡汇交定理 刚体在三个力作用下处于平衡状态时,若其中两 个力相交于一点,则另一个力也必通过此点,且 个力必处于同一平面内 B A 推理2的作用:当知道刚体只作用三个力时,可根据 已知的两个力,确定第三个力的方向

推理2：三力平衡汇交定理 O , F1 , F2 F1 F2 F12 F3 A B C 刚体在三个力作用下处于平衡状态时，若其中两 个力相交于一点，则另一个力也必通过此点，且 三个力必处于同一平面内 推理2的作用：当知道刚体只作用三个力时，可根据 已知的两个力，确定第三个力的方向

公理4:作用与反作用定律 两物体之间的相互作用力(作用力和反作用 力)总是同时存在的,两力大小相等,方向相反, 沿同一直线。但这两个力分别作用于两个物体上, 所以,这一对力不是一组平衡力。 作用力和反作用力 F (1)P和P (2)FN和FN

公理4：作用与反作用定律 P FN ' FN P’ 作用力和反作用力 (1) P 和 P’ (2) FN 和 FN’ 两物体之间的相互作用力（作用力和反作用 力）总是同时存在的，两力大小相等，方向相反， 沿同一直线。但这两个力分别作用于两个物体上， 所以，这一对力不是一组平衡力。 P