西安石油大学：《工程力学 Engineering Mechanics》课程教学资源（PPT课件）第01章 力的性质及物体受力分析

第1章:力的性质及物体受力分 析 1.1力的性质 1.2力矩 1.3力偶 1.4约束 5物体的受力分析及受力图

第1章：力的性质及物体受力分 析 1.1 力的性质 1.2 力矩 1.3 力偶 1.4 约束 1.5 物体的受力分析及受力图

刚体静力学的基础 口受力分析 口力系的等效 动力学的基础 口力系的简化 口力系的平衡 压程设计的基础」

1.1:力的性质 力的概念 1.力:是指物体间相互的机械作用(是物体机械运动 发生改变的原因)。 外效应:运动和平衡 2.力对物体的作用效应 内效应变形 3.力的三要素:大小、方向、作用点(线) 4.力的单位:N、KN、MN、Kg、to 力的分类:①集中力P②分布力q③集中力偶m

1.1：力的性质 一、 力的概念 1. 力:是指物体间相互的机械作用(是物体机械运动 发生改变的原因)。 2. 力对物体的作用效应 外效应:运动和平衡 内效应:变形 3. 力的三要素:大小、方向、作用点（线） 4. 力的单位：N、KN、MN、Kg、t。 5. 力的分类：①集中力P ②分布力q ③集中力偶m

力矩 力对点之矩:是指力使物体绕点转动效应的量度 平面内:力对点之矩为标量 2.表示方法 m2(F)=±F:d 空间内:力对点之矩为失量 m(F=F 3合力矩定理:合力对某一点之矩等于其分力对同 点之矩的代数和 mIR O

二、力矩 1. 力对点之矩:是指力使物体绕点转动效应的量度 2. 表示方法: 平面内:力对点之矩为标量 空间内:力对点之矩为失量 --------- m F F d o     --------- m F F r o       3.合力矩定理: 合力对某一点之矩等于其分力对同 一点之矩的代数和。     mo R mo Fi    

21.3力偶 1力偶:是指两个等值、反向、平行的力所组成的力; 是表示物体转动效应的量度 2表示方法:m(FF)=±Fa 规定:逆时针转动为正 mlFF

2.1.3 力偶 1.力偶: 是指两个等值、反向、平行的力所组成的力； 是表示物体转动效应的量度。 2.表示方法： mFF  Fd   规定：逆时针转动为正 F  F   d mFF    

3力偶的基本性质 (1)组成力偶的两个力没有合力,力偶不能与一个力等效, 力偶只能与力偶等效。 2)不改变力偶的力偶矩,力偶在同一刚体上任意转动和 移动,不改变对刚体的转动效果 (3)组成力偶的两个力在任一轴上投影的代数和等于零。 4力偶的等效:在同一平面内的两个力偶,如果它们的力偶矩 大小相等,力偶的转向相同,则这两个力偶等效。 5力偶三要素:力偶矩的大小;力偶的转向;力偶的作用面。 6力偶表示方法:(1)在作用面内两个力表示; 2)用一带箭头的弧线表示。箭头表示力偶 的转向,M表示力偶矩的大小

3.力偶的基本性质 （1）组成力偶的两个力没有合力，力偶不能与一个力等效， 力偶只能与力偶等效。 （2）不改变力偶的力偶矩，力偶在同一刚体上任意转动和 移动，不改变对刚体的转动效果。 （3）组成力偶的两个力在任一轴上投影的代数和等于零。 4.力偶的等效：在同一平面内的两个力偶，如果它们的力偶矩 大小相等，力偶的转向相同，则这两个力偶等效。 5.力偶三 要素：力偶矩 的大小；力偶的转向；力偶的作用面。 6.力偶表示方法：（1）在作用面内两个力表示； （2）用一带箭头的弧线表示。箭头表示力偶 的转向，M表示力偶矩的大小。 •返回 •下一张 •上一张 •小结

2.14静力学公理 1.公理一(二力平衡公理) 作用在同一物体上的两个力成平衡的必要与充分条件是:这 两个力的大小相等、方向相反、作用在一条直线上。见图a(b Cb) 注:二力平衡公理只适用于单一刚体,而不适用于变形体、刚体系 二力杆(二力构件):仅受二力作用而处于平衡的杆件或构件 2.公理二(加减平衡公理) 在作用于刚体上的任一力系中,加上或减去任意一个平衡力 系,并不改变原力系对刚体的效底

2.1.4 静力学公理 1. 公理一（二力平衡公理） 作用在同一物体上的两个力成平衡的必要与充分条件是：这 两个力的大小相等、方向相反、作用在一条直线上。见图(a)(b) 注：二力平衡公理只适用于单一刚体，而不适用于变形体、刚体系。 二力杆（二力构件）：仅受二力作用而处于平衡的杆件或构件。 2 . 公理二（加减平衡公理） 在作用于刚体上的任一力系中，加上或减去任意一个平衡力 系，并不改变原力系对刚体的效 • 应返。回 •下一张 •上一张 •小结

3.推论1(力的可传性原理) 作用在刚体上的力,可以沿其作用线移至刚体内任意一个点,并不改变原力系对刚 体的效应。 b 4公理三(力的平行四边形法则) 作用在物体上同一点的两个力可以合成为该点的一个合力,它的大小和方向由以这 两个力的矢量为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。如图(a)所示 另外还可以利用力的三角形法则来表示如图b()所示 》 Cx. 返

3 . 推论1（力的可传性原理） 作用在刚体上的力，可以沿其作用线移至刚体内任意一个点，并不改变原力系对刚 体的效应。 4 公理三（力的平行四边形法则） 作用在物体上同一点的两个力可以合成为该点的一个合力，它的大小和方向由以这 两个力的矢量为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示 。如图（a)所示 另外还可以利用力的三角形法则来表示如图(b)(c)所示 •返回 •下一张 •上一张 •小结

5.推论2(三力平衡汇交定理) 刚体受同平面内互不平行的三个力作用而处于平衡时,则此 三力的作用线必汇交于一点。 注:该定理所讲的只是共面不平行的三个力平衡的必要条件,而不是充分条件 即若共面的不平行的三个力的作用线汇交于一点,它们不一定组成平衡力系

5. 推论2（三力平衡汇交定理） 刚体受同平面内互不平行的三个力作用而处于平衡时，则此 三力的作用线必汇交于一点。 注：该定理所讲的只是共面不平行的三个力平衡的必要条件，而不是充分条件， 即若共面的不平行的三个力的作用线汇交于一点，它们不一定组成平衡力系。 •返回 •下一张 •上一张 •小结

6.公理四(作用与反作用定理) 两个物体间相互作用的力,总是同时存在的,它们的大小相等,指向相反, 并沿同一直线分别作用在这两个相互作用的物体上。 c 7.公理五(刚化原理) 变形体在已知力系作用下平衡时,若将此变形体视为刚体(刚化),则其 平衡状态不变。 注:此公理的适用条件为刚体

6 . 公理四（作用与反作用定理） 两个物体间相互作用的力，总是同时存在的，它们的大小相等，指向相反， 并沿同一直线分别作用在这两个相互作用的物体上。 7. 公理五（刚化原理） 变形体在已知力系作用下平衡时，若将此变形体视为刚体（刚化），则其 平衡状态不变。 注：此公理的适用条件为刚体