理论力学哈工大第六版课件(经典).ppt

例1-2 解：取屋架 画出主动力 画出约束力 画出简图 屋架受均布风力 （N/m）， 屋架重为 ，画出屋架的受力图． 例1-3 解： 取 杆，其为二力构件，简称二力杆，其受力图如图(b) 水平均质梁 重为 ，电动机重为 ，不计杆 的自重，画出杆 和梁 的受力图。 取 梁，其受力图如图 (c) 若这样画，梁 的受力图又如何改动? 杆的受力图能否画为图（d）所示？ 例1-4 不计三铰拱桥的自重与摩擦，画出左、右拱 的受力图与系统整体受力图． 解： 右拱 为二力构件，其受力图如图（b）所示 系统整体受力图如图（d）所示 取左拱 ,其受力图如图（c）所示 * 理论力学 绪 理论力学 论 1 理论力学 2 任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止 物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，且与物体质量的倒数成正比；加速度的方向跟作用力的方向相同 相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 牛顿第一定律 牛顿第二定律 牛顿第三定律 理论力学 5 引 言 静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学。 力 平 系：是指作用在物体上的一群力。 衡：是指物体相对于惯性参考系（地面） 保持静止或作匀速直线运动的状态。 静力学主要研究：1、物体的受力分析； 2、力系的等效替换（简化）； 3、力系的平衡条件及其应用。 平衡力系：使物体处于平衡的力系。 理论力学 6 理论力学 7 力的单位： 国际单位制：牛顿(N) 、千牛顿(kN) 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、运动状态：静止，运动，相对静止（参照物，大地） 3、力的三要素：大小，方向，作用点 F A 力是矢量，其表示方法 理论力学 8 二、刚 体 刚体就是在力的作用下，大小和形状都不变的物体。 绝对刚体不存在，但研究力的外效应时可将变形体 看成刚体。研究力的内效应前也将物体看成刚体。 刚体内部任意两点间的距离始终不变。 不同 物体 刚体 一些基本公理和定理只对刚体成立，对可变形的物体不成立。 理论力学 9 理论力学 10 A F1 F2 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。 §1-1 静力学公理 公理1 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 为一个合力，此合力也作用于该点，合力 的大小和方向由这两个力为邻边所构成的 平行四边形的对角线来确定。 1 FR FR F1 F2 即：合力为原两力的矢量和。 FR ? F ?F2 力三角形 A F1 FR F2 A 理论力学 11 公理2 二力平衡条件 作用于同一刚体上的两个力，使刚体保持平衡的 必要与充分条件是： 这两个力 大小相等 | F1| = | F2| 方向相反 F1=－F2 (矢量) 且在同一直线上。 对多刚体不成立 刚体 F1 F2 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。 F2 F1 绳子 平衡 F2 F1 绳子 不平衡 F2 F1 不平衡 理论力学 12 ③二力构件：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力构件。 在已知的任意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。 公理3 注意：二力构件是不计自重的。 加减平衡力系原理 二力杆 F1 F2 F1 F2 二力构件 理论力学 13 F A 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作用效应。 因此，对刚体来说，力作用三要素为：大小，方向，作用线 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。(特殊情况 下，力在无穷远处汇交——平行且共面。) 推论2：三力平衡汇交定理 A F B F2 F1 B O A C F3 等效 A F F B F 等效 F F B 理论力学 14 公理4 作用和反作用定律（牛顿第三定律） 两物体相互间的作用力总是同时存在，且等值、反向、 共线，分别作用在两个物体上。 [证] ∵F1，F2，F3 为平衡力系，