第一篇《靜力學》1靜力學主要研究三方面的問題：1、物體的受力分析：分析某個物體共受幾個力，以及每個力的作用位置和方向。引言靜力學是研究物體在力系作用下平衡規律的科學。2、力系的等效替換（或簡化）力系：是指作用在物體上的一群力。(1)將作用在物體上的一個力系用另一個與它等效的力系來代替，這兩個力系互為等效力系。(2)如果用一個簡單力系等效地替換一個復雜力系，則稱為力系的簡化。2(3)如果某力系與一個力等效，這個力稱為該力系的合力，而該力系的各力稱為該力的分力。F1F3F23、建立各種力系的平衡條件：研究作用在物體上的各種力系所需滿足的平衡條件。力系分類：(1)按力系作用線所在的位置，分為平面力系、空間力系。(2)按力系作用線的相互關系，分為共線力系、平行力系、匯交力系、任意力系。(3)滿足平衡條件的力系稱為平衡力系。3第一章靜力學基本公理4§1–1靜力學的基本概念§1–2靜力學公理§1–3約束與約束反力§1–4物體的受力分析與受力圖第一章靜力學公理與物體的受力分析5力的單位：靜力學第一章靜力學基本公理和物體的受力分析§1-1靜力學基本概念一、力的概念1．定義：2.力的效應：3.力的三要素：AF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。①運動效應(外效應)

②變形效應(內效應)。大小，方向，作用點國際單位制：牛頓(N),千牛頓(kN)6靜力學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。

二.剛體就是在力的作用下，物體內部任意兩點之間的距離始終保持不變。理想化的力學模型。三.平衡7靜力學§1-2靜力學基本公理公理：是人類經過長期實踐和經驗積累而得到的結論，它被反復的實踐所驗證，是無須證明而為人們所公認的結論。公理1二力平衡公理這兩個力大小相等

|F1

|=|F2

|

方向相反

F1

=–F2

作用線共線，

作用于同一個物體上作用于剛體上的兩個力，使剛體平衡的必要與充分條件是：8靜力學說明：①對剛體來說，上面的條件是充要的

②對變形體來說，上面的條件只是必要條件(或多體中)二力桿③二力體：只在兩個力作用下平衡的剛體叫二力體（桿）。二力體（桿）是靜力學的入門9

靜力學

在已知力系上加上或減去任意一個平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用。因此，對剛體來說，力作用三要素為：大小，方向，作用線公理2加減平衡力系原理AFBF1F2ABF2ABF推論1：力的可傳性。

作用于剛體上的力可沿其作用線移到同一剛體內的任一點，而不改變該力對剛體的效應。10靜力學公理3力的平行四邊形法則

作用于物體上同一點的兩個力,可合成一個合力，合力的作用點也在該點，合力的大小和方向由以這兩個力為鄰邊所構成的平行四邊形的對角線來表示。力的三角形法則R11靜力學

剛體受三力作用而平衡，若其中兩力作用線匯交于一點，則另一力的作用線必匯交于同一點，且三力的作用線共面。推論2：三力平衡匯交定理

[證]∵為平衡力系，∴

也為平衡力系。又∵二力平衡必等值、反向、共線，∴三力必匯交，且共面。12靜力學公理4作用力和反作用力定律等值、反向、共線、異體。[例]吊燈（地球對燈的引力）

兩個物體之間的相互作用力與反作用力總是同時存在，且大小相等，方向相反，作用線重合，分別作用在兩個物體上。用來表示作用力與反作用力。13靜力學公理5剛化原理

變形體在某一力系作用下處于平衡，如將此變形體變成剛體（剛化為剛體），則平衡狀態保持不變。

公理5告訴我們：處于平衡狀態的變形體，可用剛體靜力學的平衡理論。14靜力學約束反力：§1-3約束與約束反力一、概念自由體：非自由體：約束：位移不受限制的物體叫自由體。位移受限制的物體叫非自由體。對非自由體的某些位移預先施加的限制條件稱為約束。(注意：這里，約束是名詞，而不是動詞。)約束給被約束物體的力叫約束反力。

對非自由體的某些位移起限制作用的周圍物體稱為約束。15靜力學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。約束反力特點：GGN1N216P靜力學二、約束類型和確定約束反力方向的方法約束反力作用在接觸點處，方向沿公法線，指向受力物體1.光滑接觸面的約束(光滑指摩擦不計)PNNNANB公切線公法線17靜力學18P靜力學繩索類只能受拉，所以它們的約束反力是作用在接觸點，方向沿著繩索背離物體。2.柔索約束（由柔軟的繩索、鏈條或皮帶構成的約束）PTS1S'1S2

S'219靜力學20

①徑向軸承（向心軸承）約束特點：軸在軸承孔內，軸為非自由體、軸承孔為約束．3.光滑圓柱鉸鏈約束（徑向軸承、圓柱鉸鏈、固定鉸鏈支座等）靜力學21約束力：當不計摩擦時，軸與孔在接觸為光滑接觸約束——法向約束力．約束力作用在接觸處，沿徑向指向軸心．當外界載荷不同時，接觸點會變，則約束力的大小與方向均有改變．可用二個通過軸心的正交分力表示．靜力學22靜力學23靜力學②圓柱鉸鏈(中間鉸鏈)24靜力學AAXAYAA中間鉸鏈力學簡圖:25靜力學+銷釘26靜力學③固定鉸支座27靜力學固定鉸支座力學簡圖:28靜力學二力桿

二力桿不論形狀如何，其所受的兩個力的作用線必沿兩力作用點的連線且等值、反向。29靜力學4.活動鉸支座（滾動鉸支座、輥軸支座）N的實際方向也可以向下30靜力學31靜力學滾動支座力學簡圖:32靜力學滑槽與銷釘（雙面約束）33靜力學一、概念§1-4物體的受力分析和受力圖作用在物體上的力有：一類是:被動力，即約束反力。二類是：主動力，約束反力以外的力統稱為～如已知載荷、重力,風力,氣體壓力等。2、主動力與被動力1、受力分析解決力學問題時，首先要選定需要進行研究的物體，即選擇研究對象；然后根據已知條件，約束類型并結合基本概念和公理分析它的受力情況，這個過程稱為物體的受力分析。34靜力學畫物體受力圖主要步驟為：①選研究對象；②取分離體；③畫上主動力；④畫出約束反力。3、受力圖二、畫受力圖為了清晰地表示物體的受力情況，需要把研究對象的約束全部解除，并把它從周圍物體中分離出來，將它所受的力用簡明的圖形表示出來。這種簡圖就稱為～。35靜力學畫受力圖步驟：①選研究對象；②取分離體；③畫上主動力；④畫出約束反力。[例1]畫出各構件的受力圖WNENDND′TBXAYATBND′RA36靜力學[例2]畫出下列結構的整體及各構件受力圖SCSDYB′XB′XAYAXAYASC′THXBYBTBTBTHSD37靜力學[例3]尖點問題應去掉約束應去掉約束NANBNCNCNB38靜力學[例4]畫出下列各構件的受力圖說明：三力平衡必匯交當三力平行時，在無限遠處匯交，它是一種特殊情況。NANDNB′NENBND′NC39[例5]畫出下列各構件的受力圖QAOBCDET′T1T1′NCT2NC′NANBNBNANDNENC1NC1′NC2′NC′NC2NO靜力學注意40[例6]不計三鉸拱橋的自重與摩擦，畫出左、右拱的受力圖與系統整體受力圖．解：右拱為二力構件，其受力圖如圖（b）所示靜力學41系統整體受力圖如圖（d）所示取左拱,其受力圖如圖（c）所示靜力學42考慮到左拱三個力作用下平衡，也可按三力平衡匯交定理畫出左拱的受力圖，如圖（e）所示此時整體受力圖如圖（f）所示靜力學43不計自重的梯子放在光滑水平地面上，畫出梯子、梯子左右兩部分與整個系統受力圖．圖(a)解：繩子受力圖如圖（b）所示靜力學[例7]44梯子左邊部分受力圖如圖（c）所示梯子右邊部分受力圖如圖（d）所示靜力學45靜力學三、畫受力圖應注意的問題除重力、電磁力外，物體之間只有通過接觸才有相互機械作用力，要分清研究對象（受力體）都與周圍哪些物體（施力體）相接觸，接觸處必有力。2、不要多畫力要注意力是物體之間的相互機械作用。因此對于受力體所受的每一個力，都應能明確地指出它是哪一個施力體施加的。1、不要漏畫力46靜力學約束反力的方向必須嚴格地按照約束的類型來畫，不能單憑直觀或根據主動力的方向來簡單推想。在分析兩物體之間的作用力與反作用力時，要注意，作用力的方向一旦確定，反作用力的方向一定要與之相反，不要把箭頭方向畫錯。3、不要畫錯力的方向4、受力