工程力学教案 下载本文

第一章 静力学基础

力学包括静力学,动力学,运动学三部分,静力学主要研究物体在力系作用下的平衡规律,静力学主要讨论以下问题:

1.物体的受力分析;2.力系的等效.与简化;3. 力系的平衡问题。 第1讲§ 1 - 1静力学的基本概念 §1-2静力学公理 【目的与要求】

1 、使学生对静力学基本概念有清晰的理解,并掌握静力学公理及应用范围。 2、会利用静力学静力学公理解决实际问题。 【重点、难点】

1、力、刚体、平衡等概念;2、正确理解静力学公理。 一、 静力学的基本概念 1、力和力系的概念 一)力的概念

1)力的定义:力是物体间的相互作用,这种作用使物体运动状态或形状发生改变。 (举例理解相互作用) 2)力的效应:

1外效应(运动效应):使物体的运动状态发生变化。(举例) ○

2内效应(变形效应):使物体的形状发生变化。(举例) ○

3)力的三要素:大小、方向、作用点。 力是定位矢量 4)力的表示:

ur1图示 ○2符号:字母+箭头 如:F ○

二)力系的概念

叮叮小文库

1)定义:作用在物体上的一组力。(举例) 2)力系的分类

1按力的的作用线现在空间分布的形式: ○

A汇交力系 b平行力系 c一般力系 2按力的的作用线是否在同一平面内 ○

A平面力系 B 空间力系 3)等效力系与合力

A等效力系 ——两个不同力系,对同一物体产生相同的外效应,则称之 B合力——若一个力与一个力系等效,则这个力称为合力 2.刚体的概念:

1)定义:在力的作用下保持其大小和形状不发生变化。 2)理解:刚体为一力学模型。 3.平衡的概念:

1)平衡——物体相对惯性参考系(如地面)静止或作匀速直线运动. 2)平衡力系——作用在刚体上使物体处于平衡状态的力系。 3平衡条件——平衡力系应满足的条件。 二.静力学公里

(一)公理一:二力平衡公里

作用在刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分条件是:这两个力的大小相等,方

向相反,且作用在同一直线上。

rrF??F使刚体平衡的充分必要条件 12

- 2

叮叮小文库

二力构件:在两个力作用下处于平衡的物体。 (二)公理二 加减平衡力系原理

在已知力系上加上或减去任意的平衡力系,并不改变厡力系对刚体的作用。 推理1 力的可传性

作用于刚体上某点的力,可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点,并不改变该力对刚体的作用。

作用在刚体上的力是滑动矢量,力的三要素为大小、方向和作用线. (三)公理三 作用和反作用定律

作用力和反作用力总是同时存在,同时消失,等值、反向、共线,作用在相互作用的两个物体上.

(四)公理四 力的平行四边形法则

作用在物体上同一点的两个力,可以合成为一个合力。合力的作用点也在该点,合力的大小和方向,由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定,如图所示F1+ F2= FR

-

3