理论力学课件[稻谷书苑]

1、1教学运用 2教学运用 绪绪 论论 一、理论力学的研究对象和内容一、理论力学的研究对象和内容 二、理论力学发展简史二、理论力学发展简史 三、学习理论力学的目的三、学习理论力学的目的 四、理论力学的研究方法四、理论力学的研究方法 3教学运用 汽车碰撞仿真 4教学运用 5教学运用 6教学运用 一、理论力学的研究对象和内容一、理论力学的研究对象和内容 理论力学理论力学研究物体研究物体机械运动机械运动规律的科学。规律的科学。 机械运动：物体在空间的位置随时间的改变。包括：静止、机械运动：物体在空间的位置随时间的改变。包括：静止、 移动、转动、振动、变形、流动、波动、扩散等。移动、转动、振动、变形、流动

2、、波动、扩散等。 运动是物质存在的形式，它的范围很广：物体位置的变化、运动是物质存在的形式，它的范围很广：物体位置的变化、 发光、发热、化学变化甚至人脑的思维等。发光、发热、化学变化甚至人脑的思维等。 而热运动、化学运动、电磁运动、生命现象中都含有位置的变而热运动、化学运动、电磁运动、生命现象中都含有位置的变 化，但不能把它们简单地归结为机械运动。化，但不能把它们简单地归结为机械运动。 7教学运用 课程内容课程内容 静力学静力学运动学运动学 动力学动力学 8教学运用 研究物体的受力分析、力系的等效替换（或简研究物体的受力分析、力系的等效替换（或简 化）、建立各种力系的平衡条件的科学化）、建立各

3、种力系的平衡条件的科学 静力学静力学 9教学运用 只从几何的角度来研究物体的运动（如轨迹、只从几何的角度来研究物体的运动（如轨迹、 速度、加速度等），而不研究引起物体运动的物理速度、加速度等），而不研究引起物体运动的物理 原因。原因。 运动学运动学 点的运动点的运动10教学运用 研究受力物体的运动和作用力之间的关系。研究受力物体的运动和作用力之间的关系。 动力学动力学 11教学运用 二、理论力学发展简史二、理论力学发展简史 早在早在(公元前公元前287212)古希腊古希腊阿基米德阿基米德著的著的论比重论比重就奠就奠 定了静力学基础。定了静力学基础。 意大利的意大利的达芬奇达芬奇(1452151

4、9)研究滑动摩擦、平衡、力矩。研究滑动摩擦、平衡、力矩。 波兰的波兰的哥白尼哥白尼(14731543)创立宇宙创立宇宙“日心说日心说”。 德国的德国的开普勒开普勒(15711630)提出行星运动三定律。提出行星运动三定律。 意大利的意大利的伽利略伽利略(15641642)自由落体规律、惯性定律及加速自由落体规律、惯性定律及加速 度的概念。度的概念。 12教学运用 理论力学是以伽利略理论力学是以伽利略(Galileo A.D.1564-1642年年)和牛顿和牛顿 (Newton A.D.1642-1727年年)所总结的关于机械运动的基本定律所总结的关于机械运动的基本定律 为基础发展起来的，属于古

5、典力学的范畴。实际上它的研究对为基础发展起来的，属于古典力学的范畴。实际上它的研究对 象的速度必须远小于光速象的速度必须远小于光速(300000 km/s)，才足够准确。，才足够准确。 英国伟大科学家英国伟大科学家牛顿牛顿(16431727)在在1687年版的年版的自然哲学自然哲学 的的 数学原理数学原理一书总其大成，提出动力学的三个基本定律、一书总其大成，提出动力学的三个基本定律、 万有引力定律、天体力学等。是力学奠基人。万有引力定律、天体力学等。是力学奠基人。 13教学运用 瑞士的瑞士的伯努利伯努利(16671748)虚位移原理。虚位移原理。 瑞士的瑞士的欧拉欧拉(17071783)著出著

6、出力学力学用微分方程研究。用微分方程研究。 法国法国达朗伯达朗伯(17171785)名著名著动力学专论动力学专论达朗伯原理。达朗伯原理。 法国法国拉格朗日拉格朗日(17361813)提出第二类拉格朗日方程。提出第二类拉格朗日方程。 14教学运用 我国古代人民我国古代人民( (十四世纪以前十四世纪以前) ) 在力学的发展上在力学的发展上 始终走在世界的前列。远在奴隶社会时代，我国劳动始终走在世界的前列。远在奴隶社会时代，我国劳动 人民就积累了比较丰富的力学知识，如杠杆原理、功人民就积累了比较丰富的力学知识，如杠杆原理、功 的原理、滚动磨擦的原理。我国古代的墨经是一部最的原理、滚动磨擦的原理。我国

7、古代的墨经是一部最 早记述有关力学原理。在力学的发展史上，我国不乏早记述有关力学原理。在力学的发展史上，我国不乏 光辉的实例。光辉的实例。 15教学运用 岷江上的大型引水枢纽工程，也是现有世界上历史最长的无坝 引水工程。始建于公元前256前251年。 都江堰 16教学运用 赵州桥(安济桥) 591599年，跨度37.4米,采用拱高只有7米的浅拱-敞肩拱， 敞肩拱的运用为世界桥梁史上的首创，并有“世界桥梁鼻祖” 的美誉。 17教学运用 东汉时期，中国发生地震的次数是比较多的，为了测定地 震方位，及时地挽救人民的生命财产，公元126年，张衡在第二 次担任太史令之后， 就注意掌握收集地震的情报和记录

8、，经过 多年的潜心研究，终于在公元132年(东汉顺帝阳嘉元年)，发明 了世界上第一台测定地震方位的科学仪器候风地动仪。 张衡与地动仪 18教学运用 1056年建成，采用筒 体结构和各种斗拱， 900多年来经受过多次 地震的考验。 山西应县木塔 19教学运用 桥 梁 的 共 振 破 坏 1940年年11月月7日，美国华盛顿州塔科马桥因风振致毁日，美国华盛顿州塔科马桥因风振致毁 20教学运用 1 工科专业要较多地接触机械运动的问题，学好了理工科专业要较多地接触机械运动的问题，学好了理 论力学，应用所学的其它知识，我们基本上能解决实论力学，应用所学的其它知识，我们基本上能解决实 际生活中的机械运动问

9、题。际生活中的机械运动问题。 三、学习理论力学的目的三、学习理论力学的目的 道路转弯道路转弯 火箭发射火箭发射 21教学运用 重力坝的稳定问题重力坝的稳定问题 22教学运用 结构的静力计算结构的静力计算 23教学运用 2 理论力学是学习一系列后续课程的重要基础，理论理论力学是学习一系列后续课程的重要基础，理论 力学是研究力学中力学是研究力学中最普通的最基本的规律最普通的最基本的规律，很多课程，很多课程 如材料力学、机械原理、机械设计、流体力学、液压如材料力学、机械原理、机械设计、流体力学、液压 传动、汽车检测与维修、汽车理论、汽车可靠性等都传动、汽车检测与维修、汽车理论、汽车可靠性等都 要以理

10、论力学的内容为基础。要以理论力学的内容为基础。 3 随着科学技术的发展，交叉学科的地位也越来越随着科学技术的发展，交叉学科的地位也越来越 重要。力学与其它学科的渗透形成了生物力学、爆重要。力学与其它学科的渗透形成了生物力学、爆 炸力学、物理力学等边缘学科，这就需要我们有坚炸力学、物理力学等边缘学科，这就需要我们有坚 实的理论力学基础。实的理论力学基础。 4 4 培养分析问题、解决问题的方法。培养分析问题、解决问题的方法。 24教学运用 四、理论力学的研究方法四、理论力学的研究方法 是从实践出发，经过抽象化、综合、归纳、建是从实践出发，经过抽象化、综合、归纳、建 立公理，再应用数学演绎和逻辑推理

11、而得到定理和立公理，再应用数学演绎和逻辑推理而得到定理和 结论，形成理论体系，然后再通过实践来验证理论结论，形成理论体系，然后再通过实践来验证理论 的正确性。的正确性。 25教学运用 五、力学的应用五、力学的应用 航天工程航天工程 核反应堆工程核反应堆工程 航空工程航空工程 石油工程石油工程 机械工程机械工程 电子工程电子工程 土木工程土木工程 计算机工程计算机工程 水利工程水利工程 其它工程领域其它工程领域 26教学运用 u航空航天技术航空航天技术 材材 料料 力力 学学 信信 息息 制制 造造 Aerospace 新能源新能源 27教学运用 神舟神舟6号号 嫦娥一号嫦娥一号 28教学运用

12、29教学运用 上海南浦大桥 30教学运用 浦东开发区高层建筑 31教学运用 32教学运用 长江三峡工程 33教学运用 核反应堆工程核反应堆工程 34教学运用 35教学运用 计算机工程计算机工程 36教学运用 其它领域其它领域 星系 37教学运用 大气海洋 38教学运用 豪华游艇 39教学运用 战斗机的振动模态分析 40教学运用 飞鸟与空中客车机翼相撞 41教学运用 导弹再入环境导弹再入环境 热应力：变形与断裂热应力：变形与断裂 热化学烧蚀：氧化和升华热化学烧蚀：氧化和升华 机械剥蚀：剪应力机械剥蚀：剪应力 侵蚀：高速粒子云撞击表面侵蚀：高速粒子云撞击表面 42教学运用 运动中的乒乓球尾流 43

13、教学运用 人造骨骼 44教学运用 轮 胎 与 轮 毂 45教学运用 天文望远镜桁架 46教学运用 大型射电望远镜 47教学运用 钢结构接头 48教学运用 齿轮啮合 49教学运用 “工程力学走过了从工程设计的辅助手段到中心 主要手段的过程，不是唱配角而是唱主角了” 钱学森 1997年9月 50教学运用 建议和要求建议和要求 1.1.按时听课，及时完成作业，按时听课，及时完成作业，作图要用直尺和圆规作图要用直尺和圆规。 2.2.及时复习、多做习题、消化所学内容，避免考试前及时复习、多做习题、消化所学内容，避免考试前 突击。突击。 3.3.提倡交流、讨论，共同提高。提倡交流、讨论，共同提高。 4.4

14、.课前预习，重点内容做好笔记（特别是重点强调的概课前预习，重点内容做好笔记（特别是重点强调的概 念、习题和补充的例题），课下复习可以参考课件。念、习题和补充的例题），课下复习可以参考课件。 5.5.期末考试前只串讲主要内容，不涉及考试范围和重点。期末考试前只串讲主要内容，不涉及考试范围和重点。 51教学运用 静力学引言静力学引言 52教学运用 力力：物体间相互的机械作用，这种作用的效果是使物：物体间相互的机械作用，这种作用的效果是使物 体的运动状态发生变化，或者使物体的形状发生改变。体的运动状态发生变化，或者使物体的形状发生改变。 几个基本概念几个基本概念 刚体刚体：在力的作用下，其内部任意两

15、点间的距离始：在力的作用下，其内部任意两点间的距离始 终保持不变的物体终保持不变的物体. . 力使物体运动状态发生变化的效应称为力的力使物体运动状态发生变化的效应称为力的外效应外效应 或运动效应；力使物体形状发生改变的效应称为力的或运动效应；力使物体形状发生改变的效应称为力的内内 效应效应或变形效应。或变形效应。 静力学：静力学：研究物体在力系作用下的平衡条件的科学。研究物体在力系作用下的平衡条件的科学。 53教学运用 力系：一群力力系：一群力. . 平衡平衡：物体相对惯性参考系（如地面）静止或作匀速直线运动：物体相对惯性参考系（如地面）静止或作匀速直线运动 力的三要素：大小、方向、作用点力的

16、三要素：大小、方向、作用点 平面汇交（共点）力系平面汇交（共点）力系 平面平行力系平面平行力系 平面力偶系平面力偶系 平面任意力系平面任意力系 空间汇交（共点）力系空间汇交（共点）力系 空间平行力系空间平行力系 空间力偶系空间力偶系 空间任意力系空间任意力系 力是矢量力是矢量 A B F 力的单位：力的单位： 国际单位制：牛顿国际单位制：牛顿(N) (N) 54教学运用 简化简化 平衡平衡 1 1、物体的受力分析物体的受力分析：分析物体（包：分析物体（包 括物体系）受哪些力，每个力的作用位置括物体系）受哪些力，每个力的作用位置 和方向，并画出物体的受力图和方向，并画出物体的受力图 2 2、力系

17、的等效替换（或简化）力系的等效替换（或简化）：用：用 一个简单力系等效代替一个复杂力系一个简单力系等效代替一个复杂力系 3 3、建立各种力系的平衡条件建立各种力系的平衡条件：建立：建立 各种力系的平衡条件，并应用这些条件各种力系的平衡条件，并应用这些条件 解决静力学实际问题解决静力学实际问题 55教学运用 第一章第一章 静力学公理和物体的受力分析静力学公理和物体的受力分析 11 静力学公理静力学公理 12 约束与约束反力约束与约束反力 13 物体的受力分析与受力图物体的受力分析与受力图 56教学运用 1-1 1-1 静力学公理静力学公理 公理公理1 1 力的平行四边形法则力的平行四边形法则 作

18、用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合 力。合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这力。合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这 两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。 合力合力( (合力的大小与方向合力的大小与方向) () (矢量和矢量和) ) 21R FFF 亦可用力三角形求得合力矢亦可用力三角形求得合力矢 A F1 FR F2 57教学运用 公理公理2 2 二力平衡条件二力平衡条件 使使刚体刚体平衡的充分必要条件平衡的充分必要条件 21 FF 最简单力系的平衡条件最简单力系的平衡条件 作用在

19、作用在刚体刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条上的两个力，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，且作用在同一直线上。件是：这两个力的大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。 58教学运用 只受两个力作用而平衡的构件，叫只受两个力作用而平衡的构件，叫二力构件二力构件。 应用应用: : 已知两力的作用点已知两力的作用点, ,确定其作用线确定其作用线. . A B C D FW 59教学运用 公理公理3 3 加减平衡力系原理加减平衡力系原理 在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改 变原力系对变原力系对刚体刚体的作用

20、。的作用。 该公理是力系简化的理论依据。 60教学运用 推理推理1 1 力的可传性力的可传性 作用在刚体上的力是作用在刚体上的力是滑动矢量滑动矢量，力的三要素为大小、方向和作用，力的三要素为大小、方向和作用 线线 作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到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。刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用。 61教学运用 推理推理2 2 三力平衡汇交定理三力平衡汇交定理 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，且第三个力用

21、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。的作用线通过汇交点。 思考思考: :三力平衡必汇交三力平衡必汇交? ? 62教学运用 问题 （） （） 若作用于刚体的三力作用线共面且汇交于同一点， 则此三力一定是平衡力系。 在三力作用下的刚体平衡时，若其中两个力相互平 行，则第三个力一定与前两个力平行。 63教学运用 A B C D FW 应用应用 64教学运用 公理公理4 4 作用和反作用定律作用和反作用定律 作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，等值、作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，等值、 反向、共线，作用在相互作用的两个物体上反向、共线，作用在相互作用的两

22、个物体上 在画物体受力图时要注意此公理的应用在画物体受力图时要注意此公理的应用 注意：平衡力和作用与反作用力的区别 65教学运用 公理公理5 5 刚化原理刚化原理 柔性体（受拉力平衡）柔性体（受拉力平衡）刚化为刚体（仍平衡）刚化为刚体（仍平衡） 反之不一定成立反之不一定成立 刚体（受压平衡）刚体（受压平衡） 柔性体（受压不能平衡）柔性体（受压不能平衡） 变形体变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚 化为刚体，其平衡状态保持不变化为刚体，其平衡状态保持不变. 注意注意: :刚体的平衡条件是变形体平衡的必要条件刚体的平衡条件是变形体平衡的必要条件,

23、,而非充分条件而非充分条件. . 66教学运用 自由体自由体非自由体非自由体 自由体自由体位移不受限制的物体。位移不受限制的物体。 非自由体非自由体位移受到限制而不能作任意运动的物位移受到限制而不能作任意运动的物 体。体。 1-2 1-2 约束和约束力约束和约束力 67教学运用 约束约束：对非自由体的位移起限制作用的物体对非自由体的位移起限制作用的物体. . 约束力约束力：约束对非自由体的作用力约束对非自由体的作用力 约束力约束力 大小大小待定待定 方向方向与该约束所能阻碍的位移方向相反与该约束所能阻碍的位移方向相反 作用点作用点接触处接触处 除约束力外，非自由体上所受到的所有促使物体运除约束

24、力外，非自由体上所受到的所有促使物体运 动或有运动趋的力，称为动或有运动趋的力，称为主动力主动力。 约束力是由主动力引起的，故它是一种约束力是由主动力引起的，故它是一种被动力被动力。 G N1 N2 68教学运用 工程中常见的约束工程中常见的约束 1 1、具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）、具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束） 69教学运用 光滑支承接触对非自由体的约束力，光滑支承接触对非自由体的约束力，作用在接触作用在接触 处处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故称为，故称为 法向约束力，用法向约束力，用 表示表示 N F 70教学

25、运用 2 2、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束 柔索只能受拉力，又称张力柔索只能受拉力，又称张力. .用用 表示表示 T F 柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体 71教学运用 胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力 72教学运用 3 3 、光滑铰链约束（径向轴承、圆柱铰链、固定铰链、光滑铰链约束（径向轴承、圆柱铰链、固定铰链 支座等）支座等） （1 1） 径向轴承（向心轴承）径向轴承（向心轴承） 约束特点：约束特点： 轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴在轴承孔内，轴为非

26、自由体、 轴承孔为约束轴承孔为约束 约束力约束力： 当不计摩擦时，轴与孔在接触处为光滑接当不计摩擦时，轴与孔在接触处为光滑接 触约束触约束法向约束力约束力作用在接触处，沿径向法向约束力约束力作用在接触处，沿径向 指向轴心指向轴心 73教学运用 当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的 大小与方向均有改变大小与方向均有改变 可用二个通过轴心的正交分力可用二个通过轴心的正交分力 表示表示 yx FF , 74教学运用 （2 2）光滑圆柱铰链）光滑圆柱铰链 约束特点：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉约束特点：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉 组成，如剪刀组成，如剪刀

27、75教学运用 光滑圆柱铰链约束 76教学运用 约束力：约束力： 光滑圆柱铰链：亦为孔与轴的配合问题，与轴承一样，光滑圆柱铰链：亦为孔与轴的配合问题，与轴承一样， 可用两个正交分力表示可用两个正交分力表示 其中有作用反作用关系其中有作用反作用关系 一般不必分析销钉受力，当要分一般不必分析销钉受力，当要分 析时，必须把销钉单独取出析时，必须把销钉单独取出 yCyCxCxC FFFF , （含销钉） 77教学运用 （3 3） 固定铰链支座固定铰链支座 约束特点：约束特点： 铰链中两个构件之一与地面或机架固定而成铰链中两个构件之一与地面或机架固定而成 约束力：与圆柱铰链相同约束力：与圆柱铰链相同 以上

28、三种约束（径向轴承、光滑圆柱铰链、固定铰链以上三种约束（径向轴承、光滑圆柱铰链、固定铰链 支座）其约束特性相同，均为轴与孔的配合问题，都可称支座）其约束特性相同，均为轴与孔的配合问题，都可称 作光滑圆柱铰链作光滑圆柱铰链 78教学运用 4 4、其它类型约束、其它类型约束 （1 1）滚动支座）滚动支座 约束特点：约束特点： 在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑辊轴而成在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑辊轴而成 约束力：约束力：构件受到垂直于光滑面的约束力（实际方向构件受到垂直于光滑面的约束力（实际方向 也可以向下）也可以向下） 79教学运用 80教学运用 (2) (2) 球铰链球铰

29、链 约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球心任约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球心任 意转动，但构件与球心不能有任何移动意转动，但构件与球心不能有任何移动 约束力：约束力：当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题约当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题约 束力通过接触点束力通过接触点, ,并指向球心并指向球心, ,是一个不能预先确定的空间力是一个不能预先确定的空间力. . 可用三个正交分力表示可用三个正交分力表示 81教学运用 （3 3）止推轴承）止推轴承 约束特点：约束特点： 止推轴承比径向轴承多一个轴止推轴承比径向轴承多一个轴 向的位移限制向的位移限制 约束力：约束力：比

30、径向轴承多一个轴向的约束力，亦有三个正交比径向轴承多一个轴向的约束力，亦有三个正交 分力分力 AzAyAx FFF , 82教学运用 球铰链球铰链空间三正交分力空间三正交分力 止推轴承止推轴承空间三正交分力空间三正交分力 （2 2）柔索约束）柔索约束张力张力 T F （4 4）滚动支座）滚动支座 光滑面光滑面 N F （3 3）光滑铰链）光滑铰链, AyAx FF （1 1）光滑面约束）光滑面约束法向约束力法向约束力 N F 总结总结 83教学运用 解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体，即解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体，即 确定研究对象确定研究对象；然后考查和分析它的受力

31、情况，这个过程称为；然后考查和分析它的受力情况，这个过程称为 进行进行受力分析受力分析。 分离体分离体把研究对象解除约束，从周围物体中分离出来，把研究对象解除约束，从周围物体中分离出来， 画出简图。画出简图。 受力图受力图将分离体所受的主动力和约束反力以力矢表示将分离体所受的主动力和约束反力以力矢表示 在分离体上所得到的图形。在分离体上所得到的图形。 解除约束原理：解除约束原理：当受约束的物体在某些主动力的作用下处当受约束的物体在某些主动力的作用下处 于平衡，若将其部分或全部约束解除，代之以相应的约束反于平衡，若将其部分或全部约束解除，代之以相应的约束反 力，则物体的平衡不受影响。力，则物体的

32、平衡不受影响。 1-3 1-3 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图 84教学运用 在受力图上应画出所有力：在受力图上应画出所有力：主动力和约束力（被动力）主动力和约束力（被动力） 画受力图步骤：画受力图步骤： 3 3、按约束性质画出所有约束（被动）力、按约束性质画出所有约束（被动）力 1 1、取所要研究物体为研究对象（分离体），画出其简图、取所要研究物体为研究对象（分离体），画出其简图 2 2、画出所有主动力、画出所有主动力 注意：注意：(1)受力图只画研究对象的简图和所受的全部力；受力图只画研究对象的简图和所受的全部力；(2)每每 画一力都要有依据，不多不漏；画一力都要有依据，不多

33、不漏；(3)能分清方向的力按实际方能分清方向的力按实际方 向画，反力要和约束性质相符，物体间的相互约束力要符合向画，反力要和约束性质相符，物体间的相互约束力要符合 作用与反作用公理。作用与反作用公理。 (4)受力图上不能再带约束。受力图上不能再带约束。 85教学运用 例例1-11-1 解：画出简图解：画出简图画出主动力画出主动力画出约束力画出约束力 碾子重为碾子重为 ，拉力为，拉力为 ， 、 处光滑处光滑 接触，画出碾子的受力图接触，画出碾子的受力图 F ABP 86教学运用 例例1-2 1-2 解：取屋架解：取屋架 画出主动力画出主动力 画出约束力画出约束力 画出简图画出简图 屋架受均布风力

34、屋架受均布风力 （N/mN/m），）， 屋架重为屋架重为 ，画出屋架的受，画出屋架的受 力图力图 q P 87教学运用 例例1-3 1-3 解：解： 取取 杆，其为二力构件，简称杆，其为二力构件，简称 二力杆，其受力图如图二力杆，其受力图如图(b)(b) CD 水平均质梁水平均质梁 重为重为 ，电动机，电动机 重为重为 ，不计杆，不计杆 的自重，的自重， 画出杆画出杆 和梁和梁 的受力图。的受力图。 2 P ABCD CD AB 1 P 88教学运用 取取 梁，其受力图如图梁，其受力图如图 (c)(c)AB 杆的受力图能否画杆的受力图能否画 为图（为图（d d）所示？）所示？ CD 若这样画，

35、梁若这样画，梁 的受力的受力 图又如何改动图又如何改动? ? AB 89教学运用 例例1-4 1-4 不计三铰拱桥的自重与摩擦，不计三铰拱桥的自重与摩擦， 画出左、右拱画出左、右拱 的受力图的受力图 与系统整体受力图与系统整体受力图 CBAB, 解：解： 右拱右拱 为二力构件，其受力为二力构件，其受力 图如图（图如图（b b）所示）所示 CB 90教学运用 系统整体受力图如图系统整体受力图如图 （d d）所示）所示 取左拱取左拱 , ,其受力图如图其受力图如图 （c c）所示）所示 AC 91教学运用 考虑到左拱考虑到左拱 三个力作用下三个力作用下 平衡，也可按三力平衡汇交定平衡，也可按三力平

36、衡汇交定 理画出左拱理画出左拱 的受力图，如的受力图，如 图（图（e e）所示）所示 AC AC 此时整体受力图如图（此时整体受力图如图（f f） 所示所示 92教学运用 讨论：若左、右两拱都考讨论：若左、右两拱都考 虑自重，如何画出各受力虑自重，如何画出各受力 图？图？ 如图如图（g g） （h h）（i i） 93教学运用 例例1-51-5 不计自重的梯子放在光滑水不计自重的梯子放在光滑水 平地面上，画出梯子、梯子平地面上，画出梯子、梯子 左右两部分与整个系统受力左右两部分与整个系统受力 图图 解：解： 绳子受力图如图（绳子受力图如图（b b）所示）所示 94教学运用 梯子左边部分受力图梯

37、子左边部分受力图 如图（如图（c c）所示）所示 梯子右边部分受力图梯子右边部分受力图 如图（如图（d d）所示）所示 95教学运用 整体受力图如图（整体受力图如图（e e）所示）所示 提问：左右两部分梯子在提问：左右两部分梯子在 处，绳子对左右两部分梯子均处，绳子对左右两部分梯子均 有力作用，为什么在整体受力图没有画出？有力作用，为什么在整体受力图没有画出？ A 96教学运用 如图所示结构，画AD、BC的受力图。 1 D C B A P FAy FAx AC D FC P FC D C A P FA B C FB FC 习题讨论习题讨论 97教学运用 2 由水平杆AB和斜杆BC构成的管道支架

38、如图所示。在 AB杆上放一重为P的管道， A 、B、C处都是铰链连接， 不计各杆的自重，各接触面都是光滑的。试分别画出 管道O、水平杆AB、斜杆BC及整体的受力图。 A C BD O P 98教学运用 解解:(1)取管道取管道O为研究对象为研究对象. O (2)取斜杆取斜杆BC为研究对象为研究对象. C B RC RB A C BD O P P D N 99教学运用 A BD ND RB XA YA (4)取整体为研究对象取整体为研究对象. A C BD O P RC XA YA (3)取水平杆取水平杆AB为研究对象为研究对象. A C BD O P 100教学运用 F1 F2 D B A C F1 F2 D B A FB FB FAy FAx FCy FCx O FC C B 3 如图所示结构，画AD、BC的受力图。 F2 FB C B 10