力的單位（國際單位制）：牛頓(N)千牛頓(kN)§1.1靜力學(xué)的基本概念一、力的概念1．定義：力是物體間的相互機械作用，這種作用可以改變物體的運動狀態(tài)或使物體產(chǎn)生變形。2.力的效應(yīng)：①運動效應(yīng)(外效應(yīng))②變形效應(yīng)(內(nèi)效應(yīng))。3.力的三要素：大小，方向，作用點AF4.力的矢量表示。05NABF=20N平衡:是指物體相對于慣性參考系保持靜止或作勻速直線運動的狀態(tài)。

剛體:就是在力的作用下，大小和形狀都不變的物體。力系：是指作用在物體上的一群力。力偶系：是指作用在物體上的一群力偶。等效力系：對同一剛體作用效應(yīng)相同的兩力系，彼此稱為等效力系。平衡力系：物體在力系作用下處于平衡，我們稱這個力系為平衡力系合力：若一個力與一個力系等效，則稱此力為該力系的合力。零力系：是指不包含任何力的力系，零力系與平衡力系等效。其它相關(guān)概念二.靜力學(xué)的任務(wù)1、物體的受力分析。2、力系的簡化。3、平衡條件的探討及其應(yīng)用。公理一

二力平衡公理

作用在

剛體上的兩個力，使剛體保持平衡的充分必要條件是：這兩個力大小相等，方向相反，且在同一直線上

即

F1

=-

F2F1F2F1F2F1F2§1.2靜力學(xué)公理作用在物體上的同一點的兩個力，可以合成為一個合力。合力作用點也是該點，合力的大小和方向，由這兩個力為邊構(gòu)成的平行四邊形的對角線確定。

FR=F1

+F2F1F2FRF1F2F1F2FRFR公理二力的平行四邊形法則

在已知力系上加上或減去任意的平衡力系，不改變原力系對剛體的作用。（效應(yīng)不變）推論一力的可傳性原理

作用于剛體上某點的力，可以沿著它的作用線移到剛體內(nèi)任意一點，并不改變該力對剛體的作用。公理三

加減平衡力系公理

作用于剛體上三個相互平衡的力，若其中兩個力的作用線匯交于一點，則此三力必在同一平面內(nèi)，且第三力的作用線通過匯交點。推論2三力平衡匯交定理公理四

作用與反作用公理作用力與反作用力總是同時存在，兩力的大小相等、方向相反、沿著同一直線，分別作用在兩個相互作用的

物體

上。注意：1、本公理與二力平衡公理的區(qū)別！

2、內(nèi)力VS外力！PPTT’T公理五

剛化原理變形體在某一力系作用下處于平衡，如將此變形體剛化為剛體，其平衡狀態(tài)保持不變。剛體的平衡條件是變形體平衡的必要而非充分

條件。約束反力：約束給被約束物體的力叫約束反力。

§1.3約束與約束反力一、相關(guān)概念自由體：位移不受限制的物體叫自由體。非自由體：位移受限制的物體叫非自由體。約束：對非自由體的某些位移預(yù)先施加的限制條件稱約束。①大小常常是未知的；②方向總是與約束限制的物體的位移方向相反；③作用點在物體與約束相接觸的那一點。約束名稱及圖例能阻止的運動約束力對約束力的說明繩索(包括鏈條,皮帶,膠帶,鏈條等)阻止A點沿繩索方向脫離繩索。沿繩索,拉力(指向物體外部)。光滑接觸阻止A、B兩點沿公法線方向相互趨近。沿接觸點的公法線,壓力(指向物體內(nèi)部)。二、常見約束及其可能提供的約束反力約束名稱及圖例能阻止的運動約束力對約束力的說明鉸鏈(中間鉸)阻止兩物體與鉸中心重合的點在垂直于鉸軸的平面內(nèi)相對移動。通過鉸中心，垂直于鉸軸,方向不定，常用兩分量表示。連桿阻止A點沿連桿中心線運動。沿連桿中心線，指向不定。固定鉸支座阻止與鉸中心重合的點在垂直于鉸軸的平面內(nèi)移動。通過鉸中心，垂直于鉸軸,方向不定，常用兩分量表示。約束名稱及圖例能阻止的運動約束力對約束力的說明活動鉸支座阻止與鉸中心重合的點沿垂直于支座平面方向的運動。通過鉸中心，垂直于輥軸支承面,指向不定。固定端(平面問題)阻止固定端移動和轉(zhuǎn)動。兩個約束力分量，一個約束力偶，指向均不定。球鉸阻止鉸中心在空間移動。過鉸中心，方向不定，常用三分量表示。約束名稱及圖例能阻止的運動約束力對約束力的說明徑向軸承阻止軸在垂直于軸的平面內(nèi)移動。在垂直于軸的平面內(nèi)，方向不定，常用二分量表示。止推軸承阻止軸在垂直于軸的平面內(nèi)和趨向支承面的運動。Fx、Fy指向不定，F(xiàn)z為壓力。固定端(空間問題)阻止固定端移動和轉(zhuǎn)動。三個約束力分量，三個約束力偶，指向均不定。§1.4物體的受力分析一、相關(guān)概念和原理：4、受力圖。1、物體的受力分析及其重要性。2、分離體（隔離體、脫離體）。3、解除約束原理：除去所考察物體周圍的約束，使其成為自由體，在解除約束的地方添上約束力，以代替約束對所考察物體的作用，使解除約束后物體仍保持其原來的狀態(tài)。二、主動力及其分類：1、集中力（集中載荷）。2、分布載荷。?體分布載荷——載荷集度q(N/m3)?面分布載荷——載荷集度q(N/m2)?線分布載荷——載荷集度q(N/m)?均布載荷?非均布載荷三、作受力圖的步驟：1、確定研究對象并取其分離體（必須與其周圍物體包括約束完全脫開）；

2、作分離體所受的主動力；

3、作分離體所受的約束力。

?在哪些地方解除了約束？?解除的是什么約束？?這種約束一般提供什么樣的約束反力？?在此具體情況下，約束反力又會怎樣？

四、作受力圖的注意事項。

1、將兩個有關(guān)聯(lián)的物體分開考察時，它們相互作用的力應(yīng)滿足作用力與反作用力的關(guān)系。2、當(dāng)研究對象是物體系統(tǒng)而不是單個物體時，物系內(nèi)部物體與物體之間相互作用的力為內(nèi)力，不需分析。

3、受力圖上要表示清楚每個力的作用位置、方位及指向、名稱。同一個力在不同的受力圖上的表示要一致；不要運用力系的等效或力的可傳性原理改變力的作用位置。

4、受力圖上只要畫出研究對象的簡圖和所受的全部外力，不畫已被解除的約束；每畫一個力要有來源，既不能多畫也不能漏畫。五、舉例例1.1試畫出圖示重為W的圓球及桿AB的受力圖。例1.2

試畫出圖示重為P的石磙的受力圖。ABABFFpFAFBFpFAFBFpFAFBFpFAFBFPABBAD

圖示梁AB自重為P，B端上一重物重Q，CD桿自重不計，試分別畫出桿CD和梁AB的受力圖。QPCDABCDQFD’YAXA例1.3

PFDFCFDFCFD’YAXAPQFDFCFD’YAXAPPQDA圖示為不計自重的三鉸剛架，試分別畫出剛架AC、剛架CB及整體的受力圖。在本問題中，集中載荷P

作用在鉸C上。通常認(rèn)為集中載荷是作用在

C銷上的，下面就對研究對象的選取的三種情況分別討論。CABPQ例1.4CBACFB’YAXAPQ（1）銷C與剛架AC一起作為研究對象

C與哪邊剛架一起作為研究對象，集中載荷

P就畫在哪邊剛架的鉸C上。見后續(xù)QPCBAFCFC’YAXAPQFB’FCFC’FB’FCFC’YAXAPQACCB（2）銷C

與剛架

CB

一起作為研究對象XCYCXC’YC’FB’YAXAPQYBXB見后續(xù)理論力學(xué)

常常要求精確

畫出約束反力，

即這樣畫FB’XCYCXC’YC’YAXAXCYCXC’YC’YAXAFB’FB’QPACBFB’（3）專門分析銷C

的受力XC1YC1CBACYAXAPQYBXB見后續(xù)

對二力桿

最好不要這樣畫！

FCF’CXC1’YC1’FB’XC1YC1YAXAFCF’CXC1’YC1’XC1YC1YAXAFB’FCF’C（4）整體受力圖從前面兩種情況的分析可見，應(yīng)盡量不要把銷與二力構(gòu)件放在一起作研究對象可使分析簡單。當(dāng)然，對于作用集中載荷的鉸的兩邊構(gòu)件都為二力構(gòu)件時，以銷為對象往往比較方便。CABPQYAXAFB’YBXBFB’思考與討論：

當(dāng)鉸鏈連接有三個以上（含三個）物體或只連接兩個物體但有集中力作用于該鉸鏈上時，應(yīng)如何對此處進行受力分析？?兩分法——當(dāng)以與該鉸鏈相連的某一物體為研究對象時，將該鉸鏈與此物體合為一體，作為一個整體進行受力分析。?三分法——分析此處鉸鏈的受力時，將各構(gòu)件、鉸鏈的銷釘全部拆開，并分別取為研究對象進行受力分析。PⅡ

Ⅰ

BCADKθE圖示的各桿與輪自重不計，物塊重P。按以下三種情況畫受力圖。例1.5見后續(xù)分別畫出各桿與各滑輪、銷釘B的受力圖。DBBACSDBSBDXCYCXBFA例1.5（1a）PⅡⅠBCADKθESDBSBDXCYCXBYBFAYBSDBSBDXCYCXBFAYB見后續(xù)DBACB分別畫出各桿與各滑輪、銷釘B的受力圖。例1.5（1b）SDB’XEYEXC’YC’SKⅡF1FBF2SDB’XEYEXC’YC’SKF1FBF2SDB’XEYEXC’YC’SKF1FBF2ECDKPⅡⅠBCADKθE見后續(xù)分別畫出各桿與各滑輪、銷釘B

的受力圖。例1.5（1c）BⅠXB1YB1FK’SBD’XB’YB’FB’XB1’YB1’BDBSDBSBDBACXCYCXBYBFAF1’XB1YB1FK’SBD’XB’YB’FB’XB1’YB1’F1’XB1YB1FK’SBD’XB’YB’FB’XB1’YB1’F1’PⅡⅠBCADKθE見后續(xù)畫出“銷釘B與滑輪Ⅰ一起”的受力圖。BⅠF1’FK’XB’YB’SBD’FB’SBD’XB’YB’FB’XB1’YB1’BBⅠXB1YB1F1’FK’例1.5（2）PⅡⅠBCADKθE見后續(xù)畫出“桿AB、Ⅰ、Ⅱ

滑輪鋼繩和重物一起”的受力圖。PⅡ

ⅠBCAXCYCFASBD’F