第1章 力的基本知识精.ppt

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1、第1章 力的基本知识第1页，本讲稿共50页4 0017 000册第1章力的基本知识3第2章力的分析15第3章平面力系的平衡29第4章空间力系的合成及平衡44第5章材料力学的基本概念54第6章轴向拉伸与压缩71第7章剪切与挤压86第8章扭转91第9章梁的弯曲101第2页，本讲稿共50页第10章组合变形的强度计算136第11章压杆稳定143第1章力的基本知识第2章力 的 分 析第3页，本讲稿共50页第1章力的基本知识1.理解刚体的概念，掌握静力学的基本公理，会运用静力学公理对物体进行受力分析。2.理解力和力系的概念、力的分类、力的三要素及力的图示法。3.理解力矩、力偶矩和力偶系的概念，掌握力偶的基

2、本性质，熟练计算力对点之矩，会进行力矩的合成。1.1刚体的概念1.2力和力系1.3静力学公理1.4力矩、力偶和力偶系第4页，本讲稿共50页1.理解刚体的概念，掌握静力学的基本公理，会运用静力学公理对物体进行受力分析。第5页，本讲稿共50页2.理解力和力系的概念、力的分类、力的三要素及力的图示法。第6页，本讲稿共50页3.理解力矩、力偶矩和力偶系的概念，掌握力偶的基本性质，熟练计算力对点之矩，会进行力矩的合成。第7页，本讲稿共50页1.1刚体的概念第8页，本讲稿共50页1.2力和力系1.2.1力的概念人们在长期的生活和生产实践中逐渐形成并建立了力的概念。1)力不能脱离开物体而单独产生，必然存在两

3、个或两个以上的相互作用的物体。2)静力学研究的对象是由相互作用物体构成的物系中的受力物体。1.2.2力的三要素要全面地描述力对物体的效应，必须从不同的角度去解读力的作用。第9页，本讲稿共50页1.2力和力系图1-1力的图示1.2.3力系(1)力系的概念(2)平衡力系(3)等效力系第10页，本讲稿共50页1.2力和力系(4)力系的分类1)汇交力系。2)平行力系。3)一般力系。图1-2平面汇交力系第11页，本讲稿共50页1.2力和力系图1-3平面平行力系第12页，本讲稿共50页1.2力和力系图1-4平面一般力系第13页，本讲稿共50页1.2力和力系图1-5空间汇交力系第14页，本讲稿共50页1.2

4、力和力系图1-6空间平行力系第15页，本讲稿共50页1.2力和力系图1-7空间一般力系(5)合力与分力第16页，本讲稿共50页1.3静力学公理1.3.1力的平行四边形公理作用于物体同一点上的两个力可以合成一个合力，合力的作用点也在该点上，合力的大小和方向由这两个力构成的平行四边形的对角线确定，如图18所示。图1-8第17页，本讲稿共50页1.3静力学公理图1-9第18页，本讲稿共50页1.3静力学公理图1-10第19页，本讲稿共50页1.3静力学公理图1-11第20页，本讲稿共50页1.3静力学公理1.3.2二力平衡公理作用在同一刚体上的两个力，使刚体处于平衡的充要条件是两个力的大小相等，方向

5、相反，且作用在同一直线上。第21页，本讲稿共50页1.3静力学公理图1-12第22页，本讲稿共50页1.3静力学公理图1-131.3.3加减平衡力系公理第23页，本讲稿共50页1.3静力学公理在已知力系中，加上或减去任意平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。图1-141.3.4作用力与反作用力公理第24页，本讲稿共50页1.3静力学公理图1-151)作用力与反作用力总是在作用位置成对出现的、同时消失，第25页，本讲稿共50页1.3静力学公理有作用力、必定有反作用力。2)作用力与反作用力分别作用在两个物体上，不可与平衡力混淆。第26页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和力偶系1.4.1力矩(1

6、)力矩的计算图1-16第27页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和力偶系1)力矩的大小取决于力和力臂的乘积，当F等于零或F的作用线通过矩心(d=0)时，力矩等于零。2)d表示力的作用线或力作用线延长线到O点的距离，所以，当力沿作用线的延长线任意移动时，不影响该力对矩心的作用效应。图1-17第28页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和力偶系3)力矩是一代数量。解：由式(1-3)得(2)合力矩定理第29页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和力偶系图1-18解：由式(1-4)得第30页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和力偶系解：根据合力矩定理可以求出合力对O点的矩第31页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和

7、力偶系1.4.2力偶和力偶矩(1)力偶的概念(2)力偶矩第32页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和力偶系图1-19(3)力偶的性质第33页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和力偶系1)力偶在任一轴上的合力恒等于零。2)力偶对平面内任一点的矩恒等于力偶矩，与矩心位置无关。3)同一平面内两力偶，如果其力偶矩大小相等、转向相同，则这两力偶称为等效力偶。第34页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和力偶系图1-20第35页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和力偶系图1-21(4)力偶矩的合成第36页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和力偶系图1-22第37页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和力偶系解：M1=F1

8、d1=500.12Nm=6Nm第38页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和力偶系图1-23(5)矩的合成第39页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和力偶系1.基本概念(1)力和力矩1)力:物体与物体之间的相互作用。2)荷载：直接作用于物体上的力称为荷载。(2)力系1)力系的概念：同时作用于物体上的一组力称为力系，如物体受该力系作用处于平衡状态，该力系称为平衡力系。第40页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和力偶系2)力系的分类：以力系中的力的作用线位置将力系分为平面力系(平面汇交力系、平面平行力系、平面一般力系)和空间力系(空间汇交力系、空间平行力系、空间一般力系)。(3)合力与分力(4)刚体(5)

9、力矩和力偶矩1)力矩:力矩是使物体产生转动效应的物理量，在平面问题中，力矩是一代数量，力矩与矩心有关。2)力偶：一对大小相等、方向相反、作用线平行而不重合的力称为力偶。3)力偶矩：力偶矩是力偶所产生的使物体转动效应的物理量。第41页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和力偶系4)合力矩定理：力系中的几个力对同一点产生力矩，这些力矩可以在平面内求和力矩，其合力矩等于这几个力对该点的力矩的代数和。2.静力学公理1)力的平行四边形公理，介绍求两个力合力的几何法则。2)二力平衡公理，解决物体受力平衡问题的基础。3)加减平衡力系公理，阐明了力系等效代换的条件。4)作用力与反作用力公理；解决了物体相互作用的关

10、系。3.计算公式及单位(1)力矩第42页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和力偶系(2)力偶矩(3)合矩1.依据题中给定的单位长度，标注出图1-24指定力的示意图。第43页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和力偶系图1-242.根据题意，在图1-25中物体上标注其受力。1)建筑物的梁在AB段承受楼板重力均布荷载q作用(图1-25a)。2)链条两端A、B受大小相等、方向相反的拉力F和F作用(图1-25b)。第44页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和力偶系3)建筑钢架在B点受一与水平方向成60夹角的推力F的作用(图1-25c)。图1-253.用图解法求图1-26中汇交力系的合力。第45页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和力偶系图1-264.计算图1-27示各力对O点的矩。第46页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和力偶系图1-275.一物体受F1=10kN、F2=18kN、F3=22kN、F4=5kN四个力的作用，如图1-28所示。第47页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和力偶系图1-28第48页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和力偶系图1-296.如图1-29所示，第49页，本讲稿共50页1.4力矩、力偶和力偶系挡土墙承受的压力F=120kN,求土压力对挡土墙的倾覆力矩。7.分别求图1-30所示作用于物体上的力矩和力偶矩。图1-30第50页，本讲稿共50页