2.1 静力学基础(课件）-高一《机械基础》同步教学（人民邮电版）

第2章 工程力学基础 静力学基础 2.1 材料力学基础 2.2 2.1 静力学基础 2.1.1 基本概念 2.1.2 约束与约束反力 2.1.3 力偶与力矩 2.1.4 物体的受力分析和受力图 2.1.1 基本概念 1．刚体 刚体是指在力的作用下不变形的物体。事实上，现实生活中绝对的刚体是不存在的，刚体是人们为了简化对物体受力分析的过程而做的一种科学抽象。在对物体进行静力学分析时，通常都假定物体为刚体。 2．受力平衡 如果物体在力的作用下，其运动状态不发生改变，如保持静止状态或者其运动速度的大小和方向都不改变，则此时物体处于受力平衡状态。 3．物体的二力平衡 现实生活中，我们见到很多只承受两个力作用的物体。 4．力的可传性 作用于刚体上的力可沿其作用线移动到该刚体上任一点，而不改变此力对刚体的作用效果，这就是力的可传性。 5．力的平行四边形法则 一根绳上的拉力R可以认为是两根绳上拉力（F1、F2）的合力，而拉力（F1、F2）叫做力R的两个分力。 作用于物体上同一点的两个力的合力也作用于该点，且合力的大小和方向可用以这两个力作用线为邻边所作的平行四边形的对角线来确定 。 6．作用力与反作用力 作用在工件上的力和作用在车刀上的力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，思考它们是不是二力平衡。 由于这两个力是分别作用于两个不同的物体上，而不是同一物体上，所以并不是二力平衡。 两物体间相互作用的力总是同时存在，并且两力等值、反向、共线，分别作用于两个物体。这两个力互为作用与反作用的关系。 2.1.2 约束和约束反力 1．约束 自然界的一切事物总是以各种形式与周围的事物互相联系、互相制约的。 在工程上，各种构件的运动都受到与其相联系的其他构件的限制。 物体的运动受到周围其他物体的限制，这种限制条件称为约束。 2．光滑接触面约束 3．铰链约束 4．固定端约束 2.1.3 力矩与力偶 在力学上以乘积Fd作为度量力F使物体绕O点转动的效果的物理量，称为力F对O点之矩，简称力矩，表示为MO（F） = ±Fd。 其中，O点称为力矩中心，简称矩心；O点到力F作用线的垂直距离称为力臂。 1．合力矩定理 一个力系的合力对某点的矩等于该力系中各分力对该点的矩之和，此为合力矩定理。 2．认识力偶 用力偶中的任一力的大小F与力偶臂d的乘积再冠以相应的正负号，作为力偶使物体产生转动效应的度量，称为力偶矩，记作：M（F，F′） = M= ±Fd 3．力偶的等效处理 只要保持力偶矩的大小和转向不变，刚体上的力偶可以在其作用平面内任意移动，且可以同时改变力偶中力的大小和力偶臂的长短，而不改变其作用效应。 4．力的平移 力可以平行移动到刚体内任意点O，但是，平移后必须附加一个力偶，其力偶矩的大小等于原力对O点的力矩值。 2.1.4 物体的受力分析和受力图 画受力图的步骤一般如下。 ① 确定研究对象，取分离体。 ② 在分离体上画出全部主动力。 ③ 在分离体上画出全部约束反力 【例2-1】 画出凸轮机构推杆的受力图 【例2-2】 重量为G的球用绳挂在光滑的铅直墙上，画出此球的受力图 $