3. 力系的平衡条件及其应用。
§1-2 力和刚体的概念
静 力 学 受 力 分 析 ——
1. 力的概念 力是物体间相互的机械作用。 * 力的外效应或运动效应 * 力的内效应或变形效应
静 力 2. 刚体 学 在力的作用下不变形的物 体.（其内部任意两点之间的 受 距离始终保持不变） 力 分 * 刚体是实际物体被抽 析 象化的理想的力学模型。 ——
FB
A FA
B
FA
A A
FB
B
B FB
五、滚珠轴承 （向心轴承、径向轴承） 静 力 学 受 力 分 析 ——
FRy
FRx
六、球 铰 静 力 学 受 力 分 析 —— 约束力特点
静 力 学 受 力 分 析 ——
球
球窝
股骨
盆骨
盆骨与股骨之 间的球铰连接
七、止推轴承
静 力 学 受 力 分 析 ——
理论力学
静 力 学 受 力 分 析 ——
主讲教师 土建学院力学系——梁小燕
办公地点——综合实验楼503
教材 电话——51687257
《工程力学》 北京交通大学出版社 《运动学与动力学》电子工业出版社 汪越胜 税国双主编
1.理论力学的研究对象和内容
静 力 学 受 力 分 析 ——
研究物体机械运动一般规律的科学。
FR
静 力 学 受 力 分 析 ——
FR ´
静 力 学 受 力 分 析 ——
重力为FP 的AB杆放置在刚性槽内。所有接触处均 为光滑接触。试画出AB杆的受力图。
三、光滑圆柱铰链约束(中间铰、固定铰支座)
静 力 学 受 力 分 析 ——
铰链的结构特点 —将具有同径圆孔的两构 件用圆柱形销钉连接在一起
静 力 学 受 力 分 析 ——
在已知力系上加上或减去一个平衡力系， 并不改变原力系对刚体的作用。
导出下列推理：推理1
B B
力的可传性
F1 F2 B F1
F
A
=
F A
=
A
F1 = －F2 = F
推理1 力的可传性
作用在刚体上某点的力,可以沿着它的作用线移到 静 刚体内任意点,并不改变该力对刚体的作用. 力 学
理论力学研究机械运动的最一般、最普遍 的规律，是各门力学分支的基础。
2. 理论力学的研究内容和目的
静 三部分： 力 学 静力学—研究物体在力系作用下平衡的规律。
运动学— 从几何角度研究物体运动（轨迹、 受 力 速度、加速度），不研究物体运动的原因。
分 析 动力学— 研究受力物体的运动与作用力之间
——
FR
该法则既是力的合成法则，也是力的分解法则。
公理2 二力平衡公理
静 力 学 受 力 分 析 ——
作用在刚体上的两个力，使刚体平衡的必要和充 分条件是：两个力的大小相等，方向相反，作用线 沿同一直线。 F1 F2
只在两力作用下平衡的刚体称为二力构件。 当构件为直杆时称为二力杆。
公理3 加减平衡力系公理
静 力 学 受 力 分 析 ——
弹性约束
§2-3 受力分析· 受力图
静 一、受力分析的基本步骤 力 确定研究对象 学 取隔离体 受 依次根据约束的性质画出约束反力 力 分 二、受力分析中的特别要求 析 二力构件必须找出 作用力和反作用力的规则要遵循 —— 画出主动载荷
受 力 分 析 示 例 (1)
FB′ B FB B
?
D
A E C FC
B
F
F
E
柔绳
(a)
C
FD
FE
(b)
(c)
B
F

静 力 学 受 力 分 析 ——
A D
解答
FBy ′
FBy
FBx B FD FAx
FBx′ B
D
F A
E
柔绳
C
FE
E C
FAy
FC
思考题
图（b）受力图正确吗
?
A
静 力 学 受 力 分 析 ——
D
A
FA
F
A
F
C
B
C
FCX FCY FCX
FCY
FB
N
FAY FAY A
C N
B
A
FAX
FAX
受 力 分 析 示 例 (12)
静 力 学 受 力 分 析 ——
三铰拱受力分析
当销钉与两个物体连接并且不要求画销钉受 力时，可将销钉归属在某一物体上。
静 力 学 受 力 分 析 ——
NA
NB
N AY
静 力 学 受 力 分 析 ——
四、滚动支座约束
静 力 学 受 力 分 析 ——
静 力 学 受 力 分 析 ——
静 力 学 受 力 分 析 ——
固定铰链支座
活动铰链支座
二力构件(杆)：
静 力 学 受 力 分 析 —— 两端用铰链连接；构件（杆）上没有其它力。
FA C
静 力 学 受 力 分 析 ——
C B B
A
A
AB杆受力图正确吗?
件、受力分析、力系简化） 力系:指作用在物体上的一群力。
平衡:指物体相对惯性参考系保持静止或作 匀速直线运动。
在静力学中，将研究以下三个问题：
静 力 学 受 力 分 析 ——
1. 物体的受力分析。 2. 力系的等效与简化。
将作用在物体上的一个力系用另一个力系代替，而 不改变原力系对物体的作用效果，则称此两力系等效 或互为等效力系。 用一个简单力系等效地替换一个复杂力系对物体的 作用，称为力系的简化。
F F2 2
F F33
画受力图 取隔离体
受 力 分 析 示 例 (3)
静 力 学 受 力 分 析 ——
等腰三角形构架ABC的顶点A，B，C都用铰链连接，底边 AC固定，而AB边的中点D作用有平行于固定边AC的力F， 如图所示。不计各杆自重，试画出AB和BC的受力图
1. 杆BC所受的力。 2. 杆AB所受的力。
F/Bx B
受 力 分 析 示 例 (14)
静 力 学 受 力 分 析 ——
A
60

如图所示，重物重G = 20kN,用钢丝
B
绳挂在支架的滑轮B上，钢丝绳的
D
另一端绕在铰车D上。杆AB与BC
铰接，并以铰链A，C与墙连接。如
30

两杆与滑轮的自重不计并忽略摩擦
G
和滑轮的大小，试画出杆AB和BC 以及滑轮B的受力图。
公理1 力的平行四边形法则（parallelogram law)
静 力 学 受 力 分 析 ——
作用在物体上同一点的两个力,可合成一个合力。 合力的作用点仍在该点，其大小和方向由以此两力为 边构成的平行四边形的对角线确定。 力三角形法 矢量表达式：FR= F1+F2 F2 FR F1 FR F2 F2 A F1 A F1 A
FA
F
FC
FC
C
C
C B FB FB
B
(b)
B
柔绳
(a)
(c)
A
FAX
FAY
静 力 学 受 力 分 析 ——
FCY
FAX
FAY
FCX
C
A
FCY
FOY
O
F
C
F
FOX
FBY
D
FCX
F
B
FBX
受 力 分 析 示 例 (11)
静 力 学 受 力 分 析 ——
画出AC、CB及整体受力图 FB F F
静 力 学 受 力 分 析 ——
工程中常见的 约束类型及其约束力
一、柔索约束
静 力 学 受 力 分 析 —— 绳索对物体的约束反力,作用在接触点,方向沿 着绳索背离被约束物体。
柔
静 力 学 受 力 分 析 ——
性 约 束
二、光滑面约束
静 力 学 受 力 分 析 ——
F F F
光滑支承面对物体的约束反力,作用在接触点 处,方向沿接触表面的公法线, 指向被约束物体。
NA
N AX
NB
N CY N CX NC
N CY
N AY
NB
N CX
NC
N AX
静 力 学 受 力 分 析 ——
画 、 及 整 体 的 受 力 图
AC BC
受 力 分 析 示 例 (13)
F
F B FBA
P
FBy
FBA B
C 静 力 学 F/Cx 受 ——
FBx
P F
A
FAB FBy1
的关系。
3.理论力学的研究方法
静 力 学 —— 通过观察生活和生产实践中的现象
实验
获得力学的最基本规律
在观察和实验的基础上，建立力学模型，形 受 成概念，在基本规律的基础上建立理论体系； 力 分 将理论用于实践，验证理论的正确性并推动 析 理论的发展。
静力学
静 静力学: 力 研究物体在力系作用下的平衡规律。 学 （研究受力物体平衡时作用力所应满足的条 受 力 * 分 析 * ——
* 力对物体的作用效果决定于力的三要素： 大小、方向和作用点。
第2章 静力学公理与物体受力分析
静 力 学 受 力 分 析 ——
§2-1 静力学公理
§2-2 约束和约束力 *§2-3 受力分析和受力图
§2-1 静力学公理
静 力 学 受 力 分 析 —— 公理1 力的平形四边形法则 公理2 二力平衡条件 公理3 加减平衡力系原理 公理4 作用与反作用定律 公理5 刚化公理
FB′ FB′ B F FAy F D D
B
FB B B A H C F D E