文档介绍：第一章静力学公理和物体的受力分析本章讲了一些基本概念, 静力学五条公理( 包括两条推论, 有的公理对动力学也适用), 引进了约束和约束反力的概念, 并介绍了几种最常见最基本的约束, 最后归结到物体的受力分析和受力图上。理论力学课程“理论易懂掌握( 做题)难”的特点在画受力图时有所体现。一、目的要求 1 .深入地理解力、刚体、平衡和约束等重要概念。 2 .静力学公理(或力的基本性质)是静力学的理论基础,要求深入理解。 3 .明确和掌握约束的基本特征及约束反力的画法。 4 .熟练而正确地对单个物体与物体系统进行受力分析,画出受力图。 5 .掌握力多边形法则及平面汇交力系合成与平衡的几何条件。二、基本内容 1 .概念 1) 平衡: 物体机械运动的一种特殊状态。在静力学中, 若物体相对于地面保持静止或作匀速直线平动,则称物体处于平衡。 2 )刚体:在力作用下不变形的物体。刚体是静力学中的理想化力学模型。 3) 约束: 对非自由体的运动所加的限制条件。在刚体静力学中指限制研究对象运动的物体。约束对非自由体施加的力称为约束反力。约束反力的方向总是与约束所能阻碍的物体的运动或运动趋势的方向相反。 4)力: 物体之间的相互机械作用。其作用效果可使物体的运动状态发生改变和使物体产生变形。前者称为力的运动效应或外效应, 后者称为力的变形效应或内效应, 理论力学只研究力的外效应。力对物体作用的效应取决于力的大小、方向、作用点这三个要素, 且满足平行四边形法则,故力是定位矢量。 5 )力的分类: 集中力、分布力主动力、约束反力 6) 力系: 同时作用于物体上的一群力称为力系。按其作用线所在的位置, 力系可以分为平面力系和空间力系, 按其作用线的相互关系, 力系分为共线力系、平行力系、汇交力系和任意力系等等。 7) 等效力系: 分别作用于同一刚体上的两组力系, 如果它们对该刚体的作用效果完全相同,则此两组力系互为等效力系。 8 )平衡力系:若物体在某力系作用下保持平衡,则称此力系为平衡力系。 9) 力的合成与分解: 若力系与一个力 F R 等效, 则力 F R 称为力系的合力, 而力系中的各力称为合力 F R 的分力。力系用其合力 F R 代替,称为力的合成;反之,一个力 F R 用其分力代替,称为力的分解。 2 .静力学公理及其推论公理 1 :二力平衡条件指出了作用于刚体上最简单力系的平衡条件。对刚体而言,这个条件既必要又充分, 但对非刚体而言,这个条件并不充分。公理 2 :加减平衡力系公理此公理是研究力系等效变换的依据,同样也只适用于刚体而不适用于变形体。推论 1 :力的可传性表明作用于刚体上的力是滑动矢量。公理 3 :力的平行四边形法则给出了最简单的力系的简化规律,也是较复杂力系简化的基础。另外,它也给出了将一个力分解为两个力的依据。推论 2 :三力平衡条件给出了三个不平行的共面力构成平衡力系的必要条件。当刚体受不平行的三力作用处于平衡时,常利用这个关系确定未知力的作用线方位推论 3 :力的三角形法则——用几何法求两个共点力的合力推论 4 :作用和反作用定律揭示了物体之间相互作用力的定量关系, 它是分析物体间受力关系时必须遵循的原则, 也为研究多个物体组成的物体系统问题提供了基础。公理 5 :刚化原理阐明了变形体抽象为刚体模型的条件,并指出刚体平衡的必要和充分条件只是变