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静力学公理物体力分析————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: ●静力学公理和物体受力分析静力学公理:二力平衡公理:作用在刚体上的二力使刚体平衡的充要条件是:大小相等、方向相反、作用在一条直线上。应用此公理,可进行简单的受力分析。加减平衡力系公理:在作用于刚体的已知力系中加上或减去任何平衡力系,并不改变原力系对刚体的效应。力的平行四边形法则:作用于物体上某一点的两力,可以合成为一个合力,合力亦作用于该点上,合力的大小和方向可由这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线确定。力的可传性原理:作用于刚体上的力可沿其作用线移至同一刚体内任意一点,并不改变其对于刚体的效应。三力平衡正交定理:当刚体受三力作用而平衡时,若其中两力作用线相交于一点,则第三力作用线必通过两力作用线的交点,且三力的作用线在同一平面内。刚化原理:例1-1加减平衡力系公理适用于(A)-2在下列原理、法则、定理中,只适用于刚体的是(C)。:两物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反,沿同一直线,分别作用在两个物体上。约束的基本类型和性质。自由体:可以在空间不受限制地任意运动的物体。例子!非自由体:运动受到了预先给定条件的限制的物体。例子!约束:事先对物体的运动所加的限制条件。①柔性约束;②光滑接触面约束;③光滑铰链约束;④辊轴支座。约束力:约束对被约束物体的作用力,它是一种被动力。(主动力:使物体运动或有运动趋势的力。)约束力三要素:作用点:在相互接触处方向:与约束所能阻止的物体的运动方向相反。大小:不能事先知道,由主动力确定。例1-3图示光滑固定凸轮B对圆轮A的约束反力,其方向沿接触面的公法线,且指向圆轮A,作用在接触点处。例1-4光滑面对物体的约束力,作用在接触点处,方向沿接触面的公法线,且(B),恒为拉力 ,,恒为拉力 ,恒为压力例1-5柔索对物体的约束反力,作用在连接点,方向沿柔索(B),,,,恒为压力二力杆(考点):构件AB在A、B各受一力而平衡,则此二力的作用线必定在AB的连线上,像这种受两力而平衡的构件,称为二力构件(二力杆)。不考虑物体外形和尺寸,只要有2个力作用而平衡,即称为二力杆或二力构件。若有二力构件,一定要根据二力平衡公理,确定其约束的方向或作用线的方位。物体的受力分析和受力图[掌握],分离体。(1)解除约束原理:当受约束的物体在某些主动力的作用下处于平衡,若将其部分或全部的约束除去,代之以相应的约束力,则物体的平衡不受影响。(2)画受力图步骤如下:根据题意,恰当的选取研究对象,划出研究对象的分离体图;在分离体图上,画出它所受的主动力,如重力、风力、已知力等。并标注上各主动力的名称;根据约束的类型,画出分离体所受的约束反力,并标注上各约束反力的名称;为了计算方便,在受力图上标上有关的尺寸、角度和坐标,并写上各力作用点的名称。例1-6使物体运动或产生运动趋势的力称为主动力例1-7图示杆的重量为P,放置在直角槽内。杆与槽为光滑面接触,A、B、C为三个接触点,则该杆的正确受力图是(D)重点:力在坐标轴上的投影、合力投影定理、平面汇交力系的平衡条件及求解平衡问题的解析法难点:平面汇交力系的平衡条件及求解平衡问题的解析法平面汇交力系合成的几何法:一、汇交力系合成与平衡的几何法:是指各力的作用线汇交于同一点的力系。若汇交力系中各力的作用线位于同一平面内时,称为平面汇交力系,二、平面汇交力系合成和平衡的解析法力多边形规则;平面汇交力系平衡的几何条件;力在轴上的投影与力的解析表达式。(但不能当做公式记忆)合力投影定理(考点)合力在任一轴上的投影,等于各分力在同一轴上的投影的代数和,这称为合力投影定理合力的大小:,合力的方向:合矢量投影定理;平面汇交力系合成的解析法。平面汇交力系平衡方程,(考点)平面汇交力系平衡的必要与充分的解析条件是:力系中各力在直角坐标系中每一轴上的投影的代数和都等于零。上式称为平面汇交力系的平衡方程,两个方程求两个未知量。例1-8如图所示,两绳AB、AC悬挂一重为的物块,已知夹角,若不计绳重,当物块平衡时,将两绳的张力、大小相比较,则有( ):对A点受力分析并列方程,不必求解即知道AC大,例1-9平面汇交力系平衡的必要和充分条件是_______________(答案:)力对点的矩的定义力使刚体绕