力学部分静力学基础知识点及教案

? 第一章 静力学基础 教学要求：

1、熟悉工程力学的研究对象、内容， 2、掌握刚体、平衡、力的概念 3、掌握五个公理 第1、2学时 绪论

第一篇 静力学

第1章 静力学的基本概念 1.1 力的概念 1.2 静力学公理 1.3 力对点之矩

? 刚体

? 在力的作用下，其物体内部任意两点之间的距离始终保持不变 ? 刚体是静力学中对物体进行分析所简化的力学模型

? 力

? 力是物体间的相互机械作用 ? 力对物体作用效应

? 外效应：使物体的运动状态发生改变； ? 内效应：使物体的形状发生改变

? 力是矢量

? 力的三要素：力的大小、方向、作用线 ? 力的单位：牛[顿]（N）或千牛（kN） ? 分布力和集中力

力系

? 合力：

? 若一个力和一个力系等效，则这个力就称为该力系的合力；力系中的每个力

就称为力系的分力；

? 将一个复杂力系简化为一个简单力系或一个力的过程，称为力系的简化。

? 力系的分类：

? 平面力系：力的作用线均在同一个平面内

? 汇交力系：力的作用线汇交于一点； ? 平行力系：力的作用线相互平行；

? 一般力系：力的作用线既不完全汇交，又不完全平行；

? 空间力系

? 汇交力系 ? 平行力系

? 一般力系

平衡

? 定义：

? 物体相对于惯性参考系处于静止或匀速直线运动状态。

? 建立在地球上，并相对于地球不动的参考系称为惯性参考系。

? 平衡力系：

? 一个物体受某力系作用而处于平衡，则此力系称为平衡力系。 ? 力系成为平衡力系而需要满足的条件称为平衡条件。

静力学公理一，

? 公理一：力的平行四边形公理

? 作用在物体上同一点的两个力可以合成为一个力，合力的作用点仍作用在这

一点，合力的大小和方向由这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线确定。

? 矢量表示法：FR=F1+F2

? 静力学公理二、三 ? 公理二：二力平衡公理

? 作用于刚体上的两个力使刚体平衡的必要和充分条件是：这两个力的大小相等、方向相反、作用线重合。 ? 矢量表示法：F1=－F2；

? 公理三：加减平衡力系公理

? 在一个刚体上加上或减去一个平衡力系，不改变刚体的原状态。 ? 力的可传性原理

? 作用于刚体的力可以沿其作用线滑移至刚体的任意点，不改变原力

对该刚体的作用效应

? 力的三要素：

? 力的大小、方向、作用线

? 三力平衡条件

? 公理四：作用于反作用公理

? 任何两个物体相互的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，沿着同一

条直线，分别作用在这两个物体上。 ? 作用力和反作用力的作用对象

? 公理五：刚化原理

? 若变形体在某一力系作用下平衡，则可将此受力的变形体视为刚体，其平衡

状态仍保持不变。 ? 第3、4学时

? 1.4 约束与约束反力 ? 1.5受力分析与受力图 第2章 平面力系

2.1 平面汇交力系与平面力偶系

? 2.1.1 平面汇交力系的合成与平衡

教学要求：

1、熟悉力矩的概念，掌握合力矩定理 2、掌握力偶的性质及力偶系的合成方法 3、掌握力的平移定理

? §1-3 力矩 ? §1-4 力偶 ? §1-5 力的平移 力矩

? 力对物体的运动效应，包括力对物体的移动和转动效应，其中力对物体的转动效应

用力矩来度量。

? 力矩是力对物体的转动效应的度量

? 力矩的表示

? 力矩的矩心、力臂 ? 大小、转向、作用面 ? 正负号规定

? 右手螺旋法则

? 量纲单位：

? 牛顿.米[N.m]或千牛.米[kN.m]

合力矩定理

? 力系中合力对一点的矩，等于力系中各分力对同一点之矩的代数和。

? 设某力系为Fi（i=1,2,…n），其合力为FR，根据以上理论，则有表达式： ? M o(FR)?Mo(F1)?Mo(F2)?...?Mo(Fn)?Mo(Fi)

其中：FR?F1?F2?...?Fn?Fi

??例1-2 圆柱齿轮如图，受到啮合力Fn的作用，设Fn=1400N，齿轮的压力角α=200，节圆半径，r=60mm，试计算力Fn对轴心O的力矩。

解：

1）直接法：由力矩定义求解

Mo(Fn)?Fn?h?Fn?r?cos?2）合力矩定理

将力Fn分解为切向力Ft和法(径)向力Fr，即 Fn?Ft?Fr由合力矩定理得： Mo(Fn)?Mo(Ft)?Mo(Fr)?Ft?r?0?Fn?r?cos?

力偶

? 定义：

? 两个大小相等，方向相反，且不共线的平行力组成的力系称为力偶。

? 力偶的表示法

? 书面表示（F，F’） ? 图示

? 力偶矩

? 大小

? 正负规定：逆时针为正

? 单位量纲：牛米[N.m]或千牛米[kN.m]

? 力偶的三要素

? 力偶矩的大小、力偶的转向、力偶的作用面

力偶的基本性质

? 力偶的基本性质

? 力偶无合力

? 力偶中两个力对其作用面内任意一点之矩的代数和，等于该力偶的力偶矩 ? 力偶的可移动性：（保持转向和力偶矩不变） ? 力偶的可改装性：（保持转向和力偶矩不变）

? 力偶的等效 ? 平面力偶系

? 合成 ? 平衡

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6kwh.html