第一篇《靜力學(xué)》1靜力學(xué)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(xué)是研究物體在力系作用下平衡規(guī)律的科學(xué)。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(fù)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(guān)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(xué)基本公理4§1–1靜力學(xué)的基本概念§1–2靜力學(xué)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(xué)公理與物體的受力分析5力的單位：靜力學(xué)第一章靜力學(xué)基本公理和物體的受力分析§1-1靜力學(xué)基本概念一、力的概念1．定義：2.力的效應(yīng)：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(tài)。①運動效應(yīng)(外效應(yīng))

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

二.剛體就是在力的作用下，物體內(nèi)部任意兩點之間的距離始終保持不變。理想化的力學(xué)模型。三.平衡7靜力學(xué)§1-2靜力學(xué)基本公理公理：是人類經(jīng)過長期實踐和經(jīng)驗積累而得到的結(jié)論，它被反復(fù)的實踐所驗證，是無須證明而為人們所公認(rèn)的結(jié)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(xué)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(xué)的入門9

靜力學(xué)

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(nèi)的任一點，而不改變該力對剛體的效應(yīng)。10靜力學(xué)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(gòu)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(xué)

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(xué)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?qū)舻囊Γ?/p>

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(xué)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(tài)保持不變。

公理5告訴我們：處于平衡狀態(tài)的變形體，可用剛體靜力學(xué)的平衡理論。14靜力學(xué)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(yù)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(xué)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(xué)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(xué)18P靜力學(xué)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(gòu)成的約束）PTS1S'1S2

S'219靜力學(xué)20

①徑向軸承（向心軸承）約束特點：軸在軸承孔內(nèi)，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(xué)21約束力：當(dāng)不計摩擦?xí)r，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(dāng)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(xué)22靜力學(xué)23靜力學(xué)②圓柱鉸鏈(中間鉸鏈)24靜力學(xué)AAXAYAA中間鉸鏈力學(xué)簡圖:25靜力學(xué)+銷釘26靜力學(xué)③固定鉸支座27靜力學(xué)固定鉸支座力學(xué)簡圖:28靜力學(xué)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(xué)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(xué)31靜力學(xué)滾動支座力學(xué)簡圖:32靜力學(xué)滑槽與銷釘（雙面約束）33靜力學(xué)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(tǒng)稱為～如已知載荷、重力,風(fēng)力,氣體壓力等。2、主動力與被動力1、受力分析解決力學(xué)問題時，首先要選定需要進(jìn)行研究的物體，即選擇研究對象；然后根據(jù)已知條件，約束類型并結(jié)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(xué)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(xué)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(gòu)件的受力圖WNENDND′TBXAYATBND′RA36靜力學(xué)[例2]畫出下列結(jié)構(gòu)的整體及各構(gòu)件受力圖SCSDYB′XB′XAYAXAYASC′THXBYBTBTBTHSD37靜力學(xué)[例3]尖點問題應(yīng)去掉約束應(yīng)去掉約束NANBNCNCNB38靜力學(xué)[例4]畫出下列各構(gòu)件的受力圖說明：三力平衡必匯交當(dāng)三力平行時，在無限遠(yuǎn)處匯交，它是一種特殊情況。NANDNB′NENBND′NC39[例5]畫出下列各構(gòu)件的受力圖QAOBCDET′T1T1′NCT2NC′NANBNBNANDNENC1NC1′NC2′NC′NC2NO靜力學(xué)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(tǒng)整體受力圖．解：右拱為二力構(gòu)件，其受力圖如圖（b）所示靜力學(xué)41系統(tǒng)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(xué)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(xué)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(tǒng)受力圖．圖(a)解：繩子受力圖如圖（b）所示靜力學(xué)[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(xué)45靜力學(xué)三、畫受力圖應(yīng)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(yīng)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(xué)約束反力的方向必須嚴(yán)格地按照約束的類型來畫，不能單憑直觀或根據(jù)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