1、静力学——研究物体在力系作用下平衡的规律。
2、运动学——从几何角度研究物体的运动。(如轨迹、速度、加速度等,不涉及作用于物体上的力)
3、动力学——研究受力物体的运动与作用力之间的关系。
静力学
(一)第一个知识点(静力学公理) 公理1——力的平行四边形法则(省略)
公理2——二力平衡条件
作用在刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分条件是这..两个力的大小相等,方向相反,且在同一直线上。
对变形体是必要条件,并非充分条件。例:链条或绳索,受拉平衡,受压不平衡。
公理3——加减平衡力系公理
在已知力系上加上或减去任意的平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用。
这个公理是研究力系等效变换的重要依据。 推理1——力的可传性
作用于刚体上某点的力,可以沿着它的作用线移到刚体内任意一..点,并不改变该力对刚体的作用。 推理2——三力平衡汇交定理
作用于刚体上三个相互平衡的力,若其中两个力的作用线汇交于..一点,则此三力必在同一平面内,且第三个力的作用线通过汇交点。 公理4——作用和反作用定律
作用力和反作用力总是同时存在,两力的大小相等、方向相反,沿着同一直线,分别作用在两个相互作用的物体上。 公理5——刚化原理
辨析:(1)作用力与反作用力;二力平衡的关系。(2)刚体和变形体的区别
题目:①二力平衡条件中的两个力作用在同一物体上;作用力和反作用力分别作用在两个物体上。( T )
②刚体的平衡条件是变形体平衡的必要条件,而非充分条件。
( T )
(二)第二个知识点(约束与约束反力) 1、具有光滑接触表面的约束
约束力:作用在接触点处,方向沿接触表面的公法线,并指向被约束的物体,称为法向约束力,通常以FN表示。 2、柔软的绳索、链条、胶带等 这类约束本身只能承受拉力。
约束力:作用在接触点,方向沿绳索背离物体,常用F或FT表示。 3、光滑铰链
这类约束有向心轴承、圆柱形铰链和固定铰链支座等 (1) 向心轴承(径向轴承)
约束力:方向随主动力改变,作用线必垂直于轴线并过轴心。常用过轴心的两个正交分力FAx、FAy表示。
(2)圆柱铰链和固定铰链支座
约束力:方向不能预先定出,作用线垂直轴线并过铰链中心。常用大
小未知的正交分力表示。
4、其它约束 (1) 滚动支座
约束力:垂直于支承面,且过铰链中心,常用FN表示。 (2) 球铰链
(3) 止推轴承(可以忽略) 这一节的内容书上较为详尽
(三)第三个知识点(受力分析图的画法)
1、取研究对象(即取分离体)——把要研究的物体从周围物体中分离出来,单独画出简图。 2、画主动力。 3、画约束力。 画受力图小结:
1、明确研究对象,画出简图。可以取单个物体为研究对象,也可以取几个物体组成的系统为研究对象。
2、正确确定受力数目。不能多画、漏画。一般先画主动力,再画约束力,每一个力都应明确其施力物。
3、正确画出约束力。在研究对象与外界接触处,都应根据约束性质
画上相应的约束力。
4、分析两个物体间的受力时,注意作用与反作用关系。 5、画系统受力图时,只画外力不画内力。
6、要能正确判断二力构件约束力的作用线方向。 (四)第四个知识点(空间汇交力系)
平面汇交力系是指各力的作用线都在同一平面内且汇交于一点的力
系。
力多边形法则:平面汇交力系合成时,各分力沿同一方向首尾相接,
合力沿反方向构成封闭边。
根据矢量相加的交换律,任意变换各分力的作图次序,可得到形状不
同的力多边形,但其合力矢不变。 结论:平面汇交力系可简化为一合力,合力等于各分力的矢量和,合力的作用线通过汇交点。即:FR=F1+F2+…+Fn=∑Fi
平面汇交力系平衡的几何条件
由于平面汇交力系可用合力来代替,因此,
平面汇交力系平衡的充要条件:该力系的合力等于零。 平面汇交力系平衡的几何条件:该力系各分力组成的力多边形自行封闭。
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