1.1.1 静力学的基本概念 课件(共27张PPT)-中职《机械基础》同步教学（人民邮电版）

(课件网) 机械基础 第1篇 工 程 力 学 静力分析基础 1.1 平面汇交力系 1.2 力矩和力偶 1.3 平面任意力系 1.4 第1章 静 力 分 析 机械在工作时，组成它的各零部件会受到外力的作用。 如图1.1所示，数控车床在车削工件时车刀将受力，所以机械在设计和制造过程中都必须考虑力学问题，对零部件进行受力分析和计算是必需的。 图1.1 车刀切削工件 静力分析就是对物体进行受力分析，并在平衡条件下进行受力计算。 力系是指作用于物体上的一组力，物体的平衡状态是物体相对于地球处于静止或作匀速直线运动的状态。 物体处于平衡状态时，作用于该物体上的力系称为平衡力系。 1.1 静力分析基础 1.1.1 静力学的基本概念 1．力的概念 力是物体间的相互机械作用，其效果是使物体的运动状态发生变化，或使物体变形。 如打乒乓时，乒乓球受力后运动状态发生改变，这种使物体运动状态发生变化的效应称为力的外效应；我们用力拉弹簧，弹簧受力拉伸变形，这种使物体产生变形的效应称为力的内效应。 不计变形的物体被看作刚体，对于刚体，力的作用只改变其运动状态。 2．力的三要素 力对物体的作用效果是由力的大小、 方向和作用点3个要素决定的。 力是矢量，具有大小和方向。 力的单位为牛顿（N）或千牛（kN）。 力的3要素用带箭头的有向线段表示于物体的作用点上，如图1.2所示，这种方法 叫做力的图示法。 矢量的长度按一定的比例表示力的大小，箭头的指向表示力的方向，线段的起点或终点表示力的作用点。 通过作用点，沿着力的方向引出的直线，称为力的作用线。 例如，小车受到100N的推力，可用图1.2所示的有向线段来表示。 图1.2 力的三要素示意图 1.1.2 静力学的基本公理 公理1：二力平衡公理 书放在桌面上，受到重力G和桌面的支持力N而处于平衡状态，很显然，G = N，即两力等值、反向、共线。 由此可得到二力平衡公理：刚体只受两个力作用而处于平衡时，这两个力必须等值、反向、共线，如图1.3所示。 只受两个力作用并处于平衡状态的物体称为二力构件。 当构件呈杆状时，称二力杆。 图1.4所示二力杆CD处于平衡状态，根据公理1，作用在杆CD上的两个力FC和FD大小相等，方向相反，并在两个力作用点的连线上。 图1.3 刚体处于平衡状态时的受力示意图 （a） （b） 图1.4 托架中二力杆CD受力状况 公理2：加减平衡力系公理 在已知力系上加上或减去任一平衡力系，不会改变原力系对刚体的作用效应，如图1.5（b）、图1.5（c）所示。 推论1：力的可传递原理 作用于刚体上某一点的力可沿其作用线移至刚体上的任一点，而不会改变原力系对刚体的作用效应。 如图1.5（c）所示，力F作用在刚体上A点和作用在刚体上B点的效果是一样的。 图1.5 力的可传递性 注意 力的可传递性只适用于刚体且只能沿其作用线滑移而不能移至作用线以外的位置。 公理3：力的平行四边形公理 作用于物体上某一点的两个力的合力也作用于该点，合力的大小和方向由这两个力为邻边构成的平行四边形的对角线来确定。 如图1.6所示，作用于物体A点的两个力F1和F2的合力为R，也可用矢量式表示为 图1.6 力的平行四边形法则 推论2：三力平衡汇交定理 刚体上受同一平面内互不平行的 3 个力作用而且相互平衡时， 则此3个力的作用线汇交于一点， 并在同一平面内。 如图1.7所示，刚体受F1、F2、F3 3个力作用处于平衡状态，则F1、F2、F3必汇交于D点。 图1.7 三力平衡汇交力系 公理4：作用与反作用公理 两个物体间的作用力和反作用力总是同时存在，且大小相等、方向相反、沿着同一直线（简称等值、反向、共线），分别作用在这两个物体上。 如图1.8所示，将重量为G的物体放在水平桌面上，重物对桌面有作用力（压力）N，而桌面对重物有反作用 ... ...