1静力学基本知识与物体的受力分析.ppt

静力学引言静力学引言静力学引言静力学引言静力学：静力学：静力学：静力学：研究物体的受力分析、力系的等效替换（或简化）、研究物体的受力分析、力系的等效替换（或简化）、研究物体的受力分析、力系的等效替换（或简化）、研究物体的受力分析、力系的等效替换（或简化）、建立各种力系的平衡条件的科学。建立各种力系的平衡条件的科学。建立各种力系的平衡条件的科学。建立各种力系的平衡条件的科学。1 1、物体的受力分析：分析物体（包括物体系、物体的受力分析：分析物体（包括物体系、物体的受力分析：分析物体（包括物体系、物体的受力分析：分析物体（包括物体系 ）受受受受哪些力，每个力的作用位置和方向，并画出物体的哪些力，每个力的作用位置和方向，并画出物体的哪些力，每个力的作用位置和方向，并画出物体的哪些力，每个力的作用位置和方向，并画出物体的受力图。受力图。受力图。受力图。2 2、力系的等效替换（或简化）：用一个简单力系、力系的等效替换（或简化）：用一个简单力系、力系的等效替换（或简化）：用一个简单力系、力系的等效替换（或简化）：用一个简单力系等效代替一个复杂力系。等效代替一个复杂力系。等效代替一个复杂力系。等效代替一个复杂力系。3 3、建立各种力系的平衡条件：建立各种力系的平、建立各种力系的平衡条件：建立各种力系的平、建立各种力系的平衡条件：建立各种力系的平、建立各种力系的平衡条件：建立各种力系的平衡条件，并应用这些条件解决静力学实际问题衡条件，并应用这些条件解决静力学实际问题衡条件，并应用这些条件解决静力学实际问题衡条件，并应用这些条件解决静力学实际问题 。第一章第一章第一章第一章 静力学公理和物体的受力分析静力学公理和物体的受力分析静力学公理和物体的受力分析静力学公理和物体的受力分析介绍静力学介绍静力学介绍静力学介绍静力学5 5条公理，约束和约束力的概念，物体受条公理，约束和约束力的概念，物体受条公理，约束和约束力的概念，物体受条公理，约束和约束力的概念，物体受力分析的方法，对画物体受力图进行练习。力分析的方法，对画物体受力图进行练习。力分析的方法，对画物体受力图进行练习。力分析的方法，对画物体受力图进行练习。1 11 1几个基本概念：几个基本概念：几个基本概念：几个基本概念：力：力：力：力：1 1、定义：物体间相互的机械作用，作用效果使物、定义：物体间相互的机械作用，作用效果使物、定义：物体间相互的机械作用，作用效果使物、定义：物体间相互的机械作用，作用效果使物体的机械运动状态发生改变。体的机械运动状态发生改变。体的机械运动状态发生改变。体的机械运动状态发生改变。2 2、分类：作用形式：接触力、场力、分类：作用形式：接触力、场力、分类：作用形式：接触力、场力、分类：作用形式：接触力、场力 作用效应：运动效应（外效应）、变形作用效应：运动效应（外效应）、变形作用效应：运动效应（外效应）、变形作用效应：运动效应（外效应）、变形 效应（内效应）效应（内效应）效应（内效应）效应（内效应）作用点：集中力、分布力作用点：集中力、分布力作用点：集中力、分布力作用点：集中力、分布力力的三力的三力的三力的三要素：大小、方向、作用点。力是矢量要素：大小、方向、作用点。力是矢量要素：大小、方向、作用点。力是矢量要素：大小、方向、作用点。力是矢量(定定定定位矢量）。位矢量）。位矢量）。位矢量）。力系：一群力。可分为：平面汇交（共点）力系，力系：一群力。可分为：平面汇交（共点）力系，力系：一群力。可分为：平面汇交（共点）力系，力系：一群力。可分为：平面汇交（共点）力系，平面平行力系，平面力偶系，平面任意平面平行力系，平面力偶系，平面任意平面平行力系，平面力偶系，平面任意平面平行力系，平面力偶系，平面任意力系；空间汇交（共点）力系，空间平行力系，力系；空间汇交（共点）力系，空间平行力系，力系；空间汇交（共点）力系，空间平行力系，力系；空间汇交（共点）力系，空间平行力系，空间力偶系，空间任意力系。空间力偶系，空间任意力系。空间力偶系，空间任意力系。空间力偶系，空间任意力系。平衡：物体相对惯性参考系（如地面）静止或平衡：物体相对惯性参考系（如地面）静止或平衡：物体相对惯性参考系（如地面）静止或平衡：物体相对惯性参考系（如地面）静止或作匀速直线运动。作匀速直线运动。作匀速直线运动。作匀速直线运动。刚体：绝对不变形的物体，或物体内任意两点间刚体：绝对不变形的物体，或物体内任意两点间刚体：绝对不变形的物体，或物体内任意两点间刚体：绝对不变形的物体，或物体内任意两点间的距离不改变的物体。的距离不改变的物体。的距离不改变的物体。的距离不改变的物体。1 12 2 静力学公理静力学公理静力学公理静力学公理公理公理公理公理1 1 力的平行四边形法则力的平行四边形法则力的平行四边形法则力的平行四边形法则质点：具有一定的质量而几何形状和尺寸可忽略质点：具有一定的质量而几何形状和尺寸可忽略质点：具有一定的质量而几何形状和尺寸可忽略质点：具有一定的质量而几何形状和尺寸可忽略不计的物体。不计的物体。不计的物体。不计的物体。质点系：有限个或无限个相互联系并组成运动整质点系：有限个或无限个相互联系并组成运动整质点系：有限个或无限个相互联系并组成运动整质点系：有限个或无限个相互联系并组成运动整体的一群质点。体的一群质点。体的一群质点。体的一群质点。公理公理公理公理2 2 二力平衡条件二力平衡条件二力平衡条件二力平衡条件 作用在同一刚体上的两个力使刚作用在同一刚体上的两个力使刚作用在同一刚体上的两个力使刚作用在同一刚体上的两个力使刚体平衡的充分必要条件：体平衡的充分必要条件：体平衡的充分必要条件：体平衡的充分必要条件：最简单力系的平衡条件；是判断二力构件（杆）的最简单力系的平衡条件；是判断二力构件（杆）的最简单力系的平衡条件；是判断二力构件（杆）的最简单力系的平衡条件；是判断二力构件（杆）的依据；对变形体，此公理不是充要条件。依据；对变形体，此公理不是充要条件。依据；对变形体，此公理不是充要条件。依据；对变形体，此公理不是充要条件。合力（合力的大小与）合力（合力的大小与）合力（合力的大小与）合力（合力的大小与）(矢量和矢量和矢量和矢量和)此公理表明了最简单力系的简化规律，是复杂力此公理表明了最简单力系的简化规律，是复杂力此公理表明了最简单力系的简化规律，是复杂力此公理表明了最简单力系的简化规律，是复杂力系简化的基础。同时它也是力分解的法则。系简化的基础。同时它也是力分解的法则。系简化的基础。同时它也是力分解的法则。系简化的基础。同时它也是力分解的法则。公理公理公理公理3 3 加减平衡力系原理：在作用于刚体的任意力系加减平衡力系原理：在作用于刚体的任意力系加减平衡力系原理：在作用于刚体的任意力系加减平衡力系原理：在作用于刚体的任意力系上，加上或去掉任何一个平衡力系，并不改变原力系上，加上或去掉任何一个平衡力系，并不改变原力系上，加上或去掉任何一个平衡力系，并不改变原力系上，加上或去掉任何一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。（此公理只适用于刚体）对刚体的作用效应。（此公理只适用于刚体）对刚体的作用效应。（此公理只适用于刚体）对刚体的作用效应。（此公理只适用于刚体）推理推理推理推理1 1 力的可传性：作用于刚体上的力可沿其作用线力的可传性：作用于刚体上的力可沿其作用线力的可传性：作用于刚体上的力可沿其作用线力的可传性：作用于刚体上的力可沿其作用线滑移至该刚体上的任意点，而不改变该力对刚体的作滑移至该刚体上的任意点，而不改变该力对刚体的作滑移至该刚体上的任意点，而不改变该力对刚体的作滑移至该刚体上的任意点，而不改变该力对刚体的作用效应。用效应。用效应。用效应。作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为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。大小、方向和作用线。大小、方向和作用线。大小、方向和作用线。推理推理推理推理 2 2 三力平衡汇交定理：刚体在不平行的三个力三力平衡汇交定理：刚体在不平行的三个力三力平衡汇交定理：刚体在不平行的三个力三力平衡汇交定理：刚体在不平行的三个力作用下平衡时，此三力的作用线必共面而汇交于一点。作用下平衡时，此三力的作用线必共面而汇交于一点。作用下平衡时，此三力的作用线必共面而汇交于一点。作用下平衡时，此三力的作用线必共面而汇交于一点。平衡时平衡时平衡时平衡时 必与必与必与必与 共线则三力必汇交共线则三力必汇交共线则三力必汇交共线则三力必汇交O O 点，且共面。点，且共面。点，且共面。点，且共面。公理公理公理公理4 4 作用和反作用定律作用和反作用定律作用和反作用定律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，作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，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等值、反向、共线，作用在相互作用的两个物等值、反向、共线，作用在相互作用的两个物等值、反向、共线，作用在相互作用的两个物体上。体上。体上。体上。在画物体受力图时要注意此公理的应用。在画物体受力图时要注意此公理的应用。在画物体受力图时要注意此公理的应用。在画物体受力图时要注意此公理的应用。公理公理公理公理5 5 刚化原理刚化原理刚化原理刚化原理:若变形体在某力系作用下平衡若变形体在某力系作用下平衡若变形体在某力系作用下平衡若变形体在某力系作用下平衡,则将此变形体刚化则将此变形体刚化则将此变形体刚化则将此变形体刚化(看作看作看作看作)为刚体为刚体为刚体为刚体,其平衡状态不变。其平衡状态不变。其平衡状态不变。其平衡状态不变。柔性体（受拉力平衡）柔性体（受拉力平衡）柔性体（受拉力平衡）柔性体（受拉力平衡）刚化为刚体（仍平衡）刚化为刚体（仍平衡）刚化为刚体（仍平衡）刚化为刚体（仍平衡）刚体（受压平衡）刚体（受压平衡）刚体（受压平衡）刚体（受压平衡）柔性体（受压不能平衡）柔性体（受压不能平衡）柔性体（受压不能平衡）柔性体（受压不能平衡）此此此此公理把在刚体条件下推得的平衡条件推广至处于公理把在刚体条件下推得的平衡条件推广至处于公理把在刚体条件下推得的平衡条件推广至处于公理把在刚体条件下推得的平衡条件推广至处于的变形体。要注意，变形体在一力系作用下平衡，此的变形体。要注意，变形体在一力系作用下平衡，此的变形体。要注意，变形体在一力系作用下平衡，此的变形体。要注意，变形体在一力系作用下平衡，此为平衡力系，若变形体在一平衡力系作用下，则变形为平衡力系，若变形体在一平衡力系作用下，则变形为平衡力系，若变形体在一平衡力系作用下，则变形为平衡力系，若变形体在一平衡力系作用下，则变形体未必平衡。体未必平衡。体未必平衡。体未必平衡。约束：对非自由体的位移起限制作用的物体。约束：对非自由体的位移起限制作用的物体。约束：对非自由体的位移起限制作用的物体。约束：对非自由体的位移起限制作用的物体。约束力：约束对非自由体的作用力。约束力：约束对非自由体的作用力。约束力：约束对非自由体的作用力。约束力：约束对非自由体的作用力。约约约约束束束束力力力力大小大小大小大小待定待定待定待定方向方向方向方向与该约束所能阻碍的位移方向相反与该约束所能阻碍的位移方向相反与该约束所能阻碍的位移方向相反与该约束所能阻碍的位移方向相反作用点作用点作用点作用点接触处接触处接触处接触处1 13 3 约束和约束力约束和约束力约束和约束力约束和约束力工程常见的约束工程常见的约束工程常见的约束工程常见的约束1 1、具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）、具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）、具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）、具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）光滑支承接触对非自由体的约束力，作用在接触光滑支承接触对非自由体的约束力，作用在接触光滑支承接触对非自由体的约束力，作用在接触光滑支承接触对非自由体的约束力，作用在接触处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故称为法向约束力，用称为法向约束力，用称为法向约束力，用称为法向约束力，用 表示。表示。表示。表示。2 2 、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束柔柔柔柔索只能受拉力，又称张力。用索只能受拉力，又称张力。用索只能受拉力，又称张力。用索只能受拉力，又称张力。用 表示。表示。表示。表示。柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体。柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体。柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体。柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体。胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力。胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力。胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力。胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力。3 3、光滑铰链约束（径向轴承、圆柱铰链、固定铰、光滑铰链约束（径向轴承、圆柱铰链、固定铰、光滑铰链约束（径向轴承、圆柱铰链、固定铰、光滑铰链约束（径向轴承、圆柱铰链、固定铰链支座等）链支座等）链支座等）链支座等）（1 1）、径向轴承（向心轴承）、径向轴承（向心轴承）、径向轴承（向心轴承）、径向轴承（向心轴承）约束特点：约束特点：约束特点：约束特点：轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴承孔轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴承孔轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴承孔轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴承孔为约束。为约束。为约束。为约束。约束力：约束力：约束力：约束力：当不计摩擦时，轴与孔在接触为光滑接当不计摩擦时，轴与孔在接触为光滑接当不计摩擦时，轴与孔在接触为光滑接当不计摩擦时，轴与孔在接触为光滑接触约束触约束触约束触约束法向约束力。法向约束力。法向约束力。法向约束力。约束力作用在接触处，沿径向指向轴心。约束力作用在接触处，沿径向指向轴心。约束力作用在接触处，沿径向指向轴心。约束力作用在接触处，沿径向指向轴心。当当当当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小与方向均有改变。与方向均有改变。与方向均有改变。与方向均有改变。可用二个通过轴心的正交分力可用二个通过轴心的正交分力可用二个通过轴心的正交分力可用二个通过轴心的正交分力 表示。表示。表示。表示。（2 2）光滑圆柱铰链）光滑圆柱铰链）光滑圆柱铰链）光滑圆柱铰链约束特点：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成，约束特点：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成，约束特点：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成，约束特点：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成，如剪刀。如剪刀。如剪刀。如剪刀。约束力：约束力：约束力：约束力：光滑圆柱铰链：亦为孔与轴的配合问题，与轴承一光滑圆柱铰链：亦为孔与轴的配合问题，与轴承一光滑圆柱铰链：亦为孔与轴的配合问题，与轴承一光滑圆柱铰链：亦为孔与轴的配合问题，与轴承一样，可用两个正交分力表示。样，可用两个正交分力表示。样，可用两个正交分力表示。样，可用两个正交分力表示。其中有作用反作用关系其中有作用反作用关系其中有作用反作用关系其中有作用反作用关系 一般不必分析销钉受力，当要分析时，必须把销一般不必分析销钉受力，当要分析时，必须把销钉单独取出。钉单独取出。（3 3）固定铰链支座固定铰链支座固定铰链支座固定铰链支座约束特点：约束特点：约束特点：约束特点：由上面构件与地面或机架固定而成。由上面构件与地面或机架固定而成。由上面构件与地面或机架固定而成。由上面构件与地面或机架固定而成。约束力：与圆柱铰链相同约束力：与圆柱铰链相同约束力：与圆柱铰链相同约束力：与圆柱铰链相同以上三种约束（经向轴承、光滑圆柱铰链、固定以上三种约束（经向轴承、光滑圆柱铰链、固定以上三种约束（经向轴承、光滑圆柱铰链、固定以上三种约束（经向轴承、光滑圆柱铰链、固定铰链支座）其约束特性相同，均为轴与孔的配合铰链支座）其约束特性相同，均为轴与孔的配合铰链支座）其约束特性相同，均为轴与孔的配合铰链支座）其约束特性相同，均为轴与孔的配合问题，都可称作光滑圆柱铰链。问题，都可称作光滑圆柱铰链。问题，都可称作光滑圆柱铰链。问题，都可称作光滑圆柱铰链。4 4、其它类型约束、其它类型约束、其它类型约束、其它类型约束（1 1）、可动铰支座）、可动铰支座）、可动铰支座）、可动铰支座约束特点：约束特点：约束特点：约束特点：在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑辊轴而成。辊轴而成。辊轴而成。辊轴而成。约束力：约束力：约束力：约束力：构件受到构件受到构件受到构件受到光滑面的约束力。光滑面的约束力。光滑面的约束力。光滑面的约束力。(2)(2)、球铰链球铰链球铰链球铰链约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球心任意转动，但构件与球心不能有任何移动。心任意转动，但构件与球心不能有任何移动。心任意转动，但构件与球心不能有任何移动。心任意转动，但构件与球心不能有任何移动。约束力：当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题。约束力：当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题。约束力：当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题。约束力：当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题。约束力通过接触点，并指向球心，是一个不能预先确约束力通过接触点，并指向球心，是一个不能预先确约束力通过接触点，并指向球心，是一个不能预先确约束力通过接触点，并指向球心，是一个不能预先确定的空间力。可用三个正交分力表示。定的空间力。可用三个正交分力表示。定的空间力。可用三个正交分力表示。定的空间力。可用三个正交分力表示。（3 3）、）、）、）、止推轴承止推轴承止推轴承止推轴承约束特点：约束特点：约束特点：约束特点：止推轴承比径向轴承多一个止推轴承比径向轴承多一个止推轴承比径向轴承多一个止推轴承比径向轴承多一个轴向的位移限制。轴向的位移限制。轴向的位移限制。轴向的位移限制。约束力：比径向轴承多一个轴向的约束反力，亦有三约束力：比径向轴承多一个轴向的约束反力，亦有三约束力：比径向轴承多一个轴向的约束反力，亦有三约束力：比径向轴承多一个轴向的约束反力，亦有三个正交分力个正交分力个正交分力个正交分力 。1 1光滑面约束光滑面约束光滑面约束光滑面约束法向约束力法向约束力法向约束力法向约束力 2 2柔索约束柔索约束柔索约束柔索约束张力张力张力张力 3 3光滑铰链光滑铰链光滑铰链光滑铰链5 5球铰链球铰链球铰链球铰链空间三正交分力空间三正交分力空间三正交分力空间三正交分力6 6止推轴承止推轴承止推轴承止推轴承空间三正交分力空间三正交分力空间三正交分力空间三正交分力 4 4可动铰支座可动铰支座可动铰支座可动铰支座 光滑面光滑面光滑面光滑面 受力分析：受力分析：将研究的物体或物体系统从与其联将研究的物体或物体系统从与其联系的物体中分离出来，分析它的受力状态。系的物体中分离出来，分析它的受力状态。两个步骤：两个步骤：1.1.选择研究研究对象，取分离体象，取分离体 解除它受到的全部解除它受到的全部约束，将其从周束，将其从周围的的约束束中分离出来，并画出相应的简图，这一过程称中分离出来，并画出相应的简图，这一过程称为取分离体。为取分离体。1.4 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图受力分析受力分析 2.2.画受力图画受力图 在分离体在分离体图上，先画上所有的主上，先画上所有的主动力，再依据力，再依据去掉的约束特征，逐个画上相应的约束力，然后去掉的约束特征，逐个画上相应的约束力，然后标明各力的符号标明各力的符号,这个简图称为受力图。这个简图称为受力图。画受力图画受力图画受力图时，应注意以下几点：画受力图时，应注意以下几点：（1）明确研究对象，画出它所受的主动力。明确研究对象，画出它所受的主动力。（2）一定要按照上节所讲的约束类型去画各约一定要按照上节所讲的约束类型去画各约束力的作用线和指向。束力的作用线和指向。1.4 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图 （3）在物系问题中，宜先画整体受力图，再画在物系问题中，宜先画整体受力图，再画各物体的受力图，各分离体之间的作用力必须满各物体的受力图，各分离体之间的作用力必须满足作用与反作用定律的关系。足作用与反作用定律的关系。（4）内力不画在分离体上。内力不画在分离体上。（5）如果分离体与二力杆相连，一定要按二力如果分离体与二力杆相连，一定要按二力杆的特点去画它对分离体的作用力。杆的特点去画它对分离体的作用力。画受力图画受力图1.4 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图例例例例1-11-11-11-1碾子重为碾子重为碾子重为碾子重为 ，拉力为，拉力为，拉力为，拉力为 ，处光处光处光处光滑接触，画出碾子的受力图。滑接触，画出碾子的受力图。滑接触，画出碾子的受力图。滑接触，画出碾子的受力图。解：画出简图解：画出简图解：画出简图解：画出简图画出主动力画出主动力画出主动力画出主动力画出约束力画出约束力画出约束力画出约束力例例例例1-2 1-2 屋架受均布风力屋架受均布风力屋架受均布风力屋架受均布风力 q q（N/mN/m），），），），屋架重为屋架重为屋架重为屋架重为P P ，画出屋架的受力图。，画出屋架的受力图。，画出屋架的受力图。，画出屋架的受力图。解：取屋架解：取屋架解：取屋架解：取屋架画出主动力画出主动力画出主动力画出主动力画出约束力画出约束力画出约束力画出约束力画出简图画出简图画出简图画出简图例例例例1-3 1-3 水平均质梁水平均质梁水平均质梁水平均质梁 重为重为重为重为 ，电动，电动，电动，电动机重为机重为机重为机重为 ，不计杆，不计杆，不计杆，不计杆 的自的自的自的自重，画出杆重，画出杆重，画出杆重，画出杆 和梁和梁和梁和梁 的受的受的受的受力图力图力图力图。图图图图(a)a)解：解：解：解：取取取取 杆，其为二力构件，简杆，其为二力构件，简杆，其为二力构件，简杆，其为二力构件，简称二力杆，其受力图如图称二力杆，其受力图如图称二力杆，其受力图如图称二力杆，其受力图如图(b)b)取取取取 梁，其受力图如图梁，其受力图如图梁，其受力图如图梁，其受力图如图 (c)(c)若若若若这样画这样画这样画这样画，梁梁梁梁 的受的受的受的受力图又如何改动力图又如何改动力图又如何改动力图又如何改动?杆的受力图能否画为杆的受力图能否画为杆的受力图能否画为杆的受力图能否画为图（图（图（图（d d）所示？所示？所示？所示？二力杆可以给解题带来方便，可首先假设二力杆可以给解题带来方便，可首先假设二力杆可以给解题带来方便，可首先假设二力杆可以给解题带来方便，可首先假设拉力或压力均可。拉力或压力均可。拉力或压力均可。拉力或压力均可。作用力和反作用力一定要反向画。作用力和反作用力一定要反向画。作用力和反作用力一定要反向画。作用力和反作用力一定要反向画。在图在图在图在图c c c c中水平方向的力均向右，看似不平中水平方向的力均向右，看似不平中水平方向的力均向右，看似不平中水平方向的力均向右，看似不平衡，但在画受力图时是允许的。衡，但在画受力图时是允许的。衡，但在画受力图时是允许的。衡，但在画受力图时是允许的。例例例例1-41-41-41-4 不计三铰拱桥的自重与摩不计三铰拱桥的自重与摩不计三铰拱桥的自重与摩不计三铰拱桥的自重与摩擦，画出左、右拱擦，画出左、右拱擦，画出左、右拱擦，画出左、右拱 的受力图与系统整体受力的受力图与系统整体受力的受力图与系统整体受力的受力图与系统整体受力图。图。图。图。解：解：解：解：右拱右拱右拱右拱 为二力构件，其受为二力构件，其受为二力构件，其受为二力构件，其受力图如图（力图如图（力图如图（力图如图（b b）所示所示所示所示取左拱取左拱取左拱取左拱ACAC,其受力图其受力图其受力图其受力图如图（如图（如图（如图（c c）所示所示所示所示系统整体受力图如系统整体受力图如系统整体受力图如系统整体受力图如图（图（图（图（d d）所示所示所示所示考虑到左拱考虑到左拱考虑到左拱考虑到左拱 在三个力在三个力在三个力在三个力作用下平衡，也可按三力作用下平衡，也可按三力作用下平衡，也可按三力作用下平衡，也可按三力平衡汇交定理画出左拱平衡汇交定理画出左拱平衡汇交定理画出左拱平衡汇交定理画出左拱 的受力图，如图（的受力图，如图（的受力图，如图（的受力图，如图（e e）所所所所示示示示此时整体受力图如图此时整体受力图如图此时整体受力图如图此时整体受力图如图（f f）所示所示所示所示讨论：若左、右两拱都讨论：若左、右两拱都讨论：若左、右两拱都讨论：若左、右两拱都考虑自重，如何画出各考虑自重，如何画出各考虑自重，如何画出各考虑自重，如何画出各受力图？受力图？受力图？受力图？如图如图如图如图（g g）（h h）（i i）例例例例1 1 1 15 5 5 5不计自重的梯子放在光滑不计自重的梯子放在光滑不计自重的梯子放在光滑不计自重的梯子放在光滑水平地面上，画出梯子、水平地面上，画出梯子、水平地面上，画出梯子、水平地面上，画出梯子、梯子左右两部分与整个系梯子左右两部分与整个系梯子左右两部分与整个系梯子左右两部分与整个系统受力图。图统受力图。图统受力图。图统受力图。图(a)a)解：解：解：解：绳子受力图如图（绳子受力图如图（绳子受力图如图（绳子受力图如图（b b）所示所示所示所示梯子左边部分受力梯子左边部分受力梯子左边部分受力梯子左边部分受力图如图（图如图（图如图（图如图（c c）所示所示所示所示梯子右边部分受力梯子右边部分受力梯子右边部分受力梯子右边部分受力图如图（图如图（图如图（图如图（d d）所示所示所示所示整体受力图如图（整体受力图如图（整体受力图如图（整体受力图如图（e e e e）所示所示所示所示提问：左右两部分梯子在提问：左右两部分梯子在提问：左右两部分梯子在提问：左右两部分梯子在A A处，绳子对左右两部分处，绳子对左右两部分处，绳子对左右两部分处，绳子对左右两部分梯子均有力作用，为什么在整体受力图没有画出梯子均有力作用，为什么在整体受力图没有画出梯子均有力作用，为什么在整体受力图没有画出梯子均有力作用，为什么在整体受力图没有画出？Theoretical Mechanics例例 题题例例1-6 简支梁简支梁AB两端分别固定两端分别固定在铰链支座与滚动支座上。在在铰链支座与滚动支座上。在C处作用一集中力处作用一集中力F，梁的自重梁的自重不计。试画出此梁的受力图。不计。试画出此梁的受力图。解：解：取梁取梁AB为研究对象为研究对象 梁梁AB受三个力作用而平衡，如果作出力受三个力作用而平衡，如果作出力F、FB作用线作用线的交点的交点D，则，则A处反力处反力FA的作用线必过的作用线必过D点。点。1.4 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图ABCFABCFAyFAxFBFABCDFFBFA 返回首页 Theoretical Mechanics例1-7多跨梁ABC由ADB、BC两个简单的梁组合而成，受集中力F和均布载荷q，试画整体及梁ADB、BC段的受力图。整体受力图例例 题题1.4 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图qABDCFAyFAxFDFC 返回首页 梁ADB段的受力图梁BC段的受力图例例 题题1.4 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图qABDFAyFAxFDFByFBxqBCFBxFbyFC均布荷载可否用等效集中力代替？Theoretical Mechanics例1-8构架中BC杆上有一导槽，DE杆上的销钉可在其中滑动。设所有接触面均光滑，各杆的自重均不计，试画出整体及杆AB、BC、DE的受力图。画出整体的受力图画出整体的受力图B、D、H 处的约束力均为内力，不画出处的约束力均为内力，不画出 例例 题题1.4 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图FAyFAxFCxFAyF 返回首页B Theoretical Mechanics导槽给销钉的约束力应垂直于导槽 画出杆AB的受力图画BC杆受力图画出DE的受力图例例 题题1.4 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图FAyFAxFCxFCyFBxFDyFByFDxFBxFByFNHFNHFDxFDyF 返回首页B Theoretical Mechanics例例 题题1.4 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图 返回首页点点H销钉作用在光滑槽内，按光滑面约束力条销钉作用在光滑槽内，按光滑面约束力条件，约束反力应垂直于接触面的切线方向。件，约束反力应垂直于接触面的切线方向。在画约束反力时，应根据所对应的约束性质画在画约束反力时，应根据所对应的约束性质画出约束反力，它的指向可先假设表示，在画杆出约束反力，它的指向可先假设表示，在画杆DE的受力图时也可以根据三力汇交原理确定点的受力图时也可以根据三力汇交原理确定点约束反力的方向。约束反力的方向。在画作用力和反作用力时，一旦假设了其中一在画作用力和反作用力时，一旦假设了其中一个力的方向时，另外一个力的方向必须按照与个力的方向时，另外一个力的方向必须按照与假设相反的方向画在另一个物体上。假设相反的方向画在另一个物体上。Theoretical Mechanics例1-9结构中固结在I点的绳子绕过定滑轮O，将重物P吊起。各杆之间用铰链连接，杆重不计。试画出下列指定物体的受力图：（1）整体；（2）杆BC；（3）杆CDE；（4）杆BDO连同滑轮和重物；（5）销钉B。整体受力图整体受力图例例 题题1.4 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图FAyFAxFA 返回首页 Theoretical Mechanics杆杆BC受力图受力图杆杆BDO连同滑轮连同滑轮和重物受力图和重物受力图销钉销钉B受力图受力图例例 题题1.4 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图杆杆CDE受力图受力图 返回首页FBxFByDOHGBFDyFDxFTFDyFDxFTFExFEyEDCIFCBFBFByFBxFBABCFCFB Theoretical Mechanics例例 题题1.4 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图 返回首页在在题目中没有要求或不用画销钉的受力图时，题目中没有要求或不用画销钉的受力图时，可把销钉认为归属于与之相连的任一构件上，不可把销钉认为归属于与之相连的任一构件上，不用单独取出。用单独取出。在轮子上绕有绳子的情况下，在理论力学里，在轮子上绕有绳子的情况下，在理论力学里，不必把绳子与轮子拆开，因为绳子与轮子的作用不必把绳子与轮子拆开，因为绳子与轮子的作用力比较复杂，拆开后难以分析，若不拆开则为内力比较复杂，拆开后难以分析，若不拆开则为内力可不予考虑。只需在绳子与轮子离开处断开，力可不予考虑。只需在绳子与轮子离开处断开，考虑其总体效果，即对轮子表现为考虑其总体效果，即对轮子表现为拉力即可。拉力即可。习习题题1-1 1-1 画画出出下下列列各各图图中中单单个个物物体体的的受受力力图图。下下列列各各题题中中假假定定物物体体接接触触处处光光滑滑。物物体体重重量量除除图图上上标标明明外，均略去不计外，均略去不计。1-9 1-9 画出下列各简单物系中指定物体的受力图。画出下列各简单物系中指定物体的受力图。1-10 1-10 画出下列各复杂物系中指定物体的受力图。画出下列各复杂物系中指定物体的受力图。作业：作业：作业：作业：1-1 1-1 1-1 1-1 c gc gc gc g1-2 a c d h1-2 a c d h1-2 a c d h1-2 a c d h1-41-41-41-4