泰州职业技术学院：《建筑力学与结构基础》课程教学资源（PPT课件）第一章 静力学基本知识

第一章静力学基本知识 §1-1静力学的基本概念 §1-2静力学基本公理 §1-3约束与约束反力 §1-4物体的受力分析与受力图

1 §1–1 静力学的基本概念 §1–2 静力学基本公理 §1–3 约束与约束反力 §1–4 物体的受力分析与受力图 第一章 静力学基本知识

力学 §1-1静力学基本概念 、力的概念 1.定义:力是物体间的相互机械作用,这种作用可以改变物 体的运动状态。 2.力的效应:①运动效应(外效应)②变形效应(内效应)。 3.力的三要素:大小,方向,作用点 F 力的单位:国际单位制:牛顿(N 千牛顿(k

2 力的单位： 国际单位制：牛顿(N) 千牛顿(kN) §1-1 静力学基本概念 一、力的概念 1．定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用可以改变物 体的运动状态。 2. 力的效应：①运动效应(外效应) ②变形效应(内效应)。 3. 力的三要素：大小，方向，作用点 F A

力学 力系:是指作用在物体上的一群力。 平衡力系:物体在力系作用下处于平衡 A 我们称这个力系为平衡力系。 刚体 就是在力的作用下,大小和形状都不变的物体 三.平衡 是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运 动的状态

3 力系：是指作用在物体上的一群力。 平衡力系：物体在力系作用下处于平衡， 我们称这个力系为平衡力系。 是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运 动的状态。 二.刚体 就是在力的作用下，大小和形状都不变的物体。 三.平衡 A F

力学 §1-2静力学基本公理 理:是人类经过长期实践和经验而得到的结论,它被反复的 实践所验证,是无须证明而为人们所公认的结论 公理1二力平衡公理 作用于刚体上的两个力,使刚体平衡的必要与充分条件是: 这两个力大小相等|F1|F2 F方向相反F2=F2 作用线共线, 刚体 作用于同一个物体上

4 §1-2 静力学基本公理 公理：是人类经过长期实践和经验而得到的结论，它被反复的 实践所验证，是无须证明而为人们所公认的结论。 公理1 二力平衡公理 作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是： 这两个力大小相等 | F1 | = | F2 | 方向相反 F1 = –F2 作用线共线， 作用于同一个物体上

静力学 说明:①对刚体来说,上面的条件是充要的 ②对变形体来说,上面的条件只是必要条件(或多体中) F F (变形体)绳 多体 ③二力体:只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体 F 力体 F F1二力杆

5 说明：①对刚体来说，上面的条件是充要的 ③二力体：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体。 ②对变形体来说，上面的条件只是必要条件(或多体中) 二力杆

静力学 公理2加减平衡力系原理 4在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系,并不改变原 力系对刚体的作用。 推论1:力的可传性。 作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一 点,而不改变该力对刚体的效应 B B B F F Fi/F2 F2=F=-F1 因此,对刚体来说,力作用三要素为:大小,方向,作用线 6

6 在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系，并不改变原 力系对刚体的作用。 推论1：力的可传性。 作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一 点，而不改变该力对刚体的效应。 因此，对刚体来说，力作用三要素为：大小，方向，作用线 公理2 加减平衡力系原理

公理3力的平行四边形法则 作用于物体上同一点的两个力可合成 R 个合力,此合力也作用于该点,合力的 F2 大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的 平行四边形的对角线来表示 R=FI+F2 R 推论2:三力平衡汇交定理 刚体受三力作用而平衡,若其中两力作 用线汇交于一点,则另一力的作用线必汇交 Fi F3 于同一点,且三力的作用线共面。(必共面, 在特殊情况下,力在无穷远处汇交一平行 力系

7 刚体受三力作用而平衡，若其中两力作 用线汇交于一点，则另一力的作用线必汇交 于同一点，且三力的作用线共面。（必共面， 在特殊情况下，力在无穷远处汇交——平行 力系。） 公理3 力的平行四边形法则 作用于物体上同一点的两个力可合成 一个合力，此合力也作用于该点，合力的 大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的 平行四边形的对角线来表示。 推论2：三力平衡汇交定理 R=F1 +F2

静力学 证∵F,F2,F3为平衡力系 4∴R,F2也为平衡力系 R 又∵二力平衡必等值、反向、共线, B 三力F1,F2,F3必汇交,且共面 公理4作用力和反作用力定律 等值、反向、共线、异体、且同时存在。 例]吊灯 F灯给绳的力 F"绳给灯的力 P重力 地球对灯的引力 P是P的反作用力

8 公理4 作用力和反作用力定律 等值、反向、共线、异体、且同时存在。 [证] ∵ 为平衡力系， ∴ 也为平衡力系。 又∵ 二力平衡必等值、反向、共线， ∴ 三力 必汇交，且共面。 1 2 3 F , F , F 1 2 3 F , F , F 3 R , F [例] 吊灯

力学 公理5刚化原理 —变形体在某一力系作用下处于平衡,如将此变形体变成 刚体(刚化为刚体),则平衡状态保持不变 柔性绳 拉←入→→拉 公理5告诉我们:处于平衡 状态的变形体,可用刚体静 拉 拉 刚化为刚性杆 力学的平衡理论

9 公理5 刚化原理 变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体变成 刚体（刚化为刚体），则平衡状态保持不变。 公理5告诉我们：处于平衡 状态的变形体，可用刚体静 力学的平衡理论

力学 §1-3约束与约束反力 、概念 自由体:位移不受限制的物体叫自由体 非自由体:位移受限制的物体叫非自由体 约束:对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为约東 (这里,约束是名词,而不是动词的约束。) 约束反力:约束给被约束物体的力叫约束反力。 10

10 约束反力：约束给被约束物体的力叫约束反力。 §1-3 约束与约束反力 一、概念 自由体：位移不受限制的物体叫自由体。 非自由体：位移受限制的物体叫非自由体。 约束：对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为约束。 （这里，约束是名词，而不是动词的约束。）