理论力学绪论讲解课件

理论力学EngineeringMechanics山东农业大学机电学院理论力学EngineeringMechanics山东农业大1绪论

(Introduction)绪论绪论

(Introduction)绪论2一、理论力学的研究对象二、学习理论力学的目的三、理论力学的研究方法绪论一、理论力学的研究对象绪论3理论力学的研究对象理论力学是研究物体机械运动的一般规律的科学机械运动：物体在空间的位置随时间而改变。机械运动是物质运动最简单、最直观、最普遍、最基本的形式（运动是物质存在的形式）。一般规律：物体的运动与作用力之间的关系。理论力学的研究对象理论力学是研究物体机械运动的一般规律的科学4理论力学的内容静力学运动学动力学静力学—研究物体在力系作用下的平衡条件。运动学—研究物体运动的几何性质（轨迹、速度、加速度）。动力学—研究受力物体的运动与作用力之间的关系。理论力学的内容静力学运动学动力学5学习理论力学的目的理论力学是高等院校中力学、机械、土建等各专业的一门重要的技术基础课，是物理课程的力学部分内容的进一步深入。为学习后续课程（材料力学、结构力学、机械原理、机械设计等）打基础。为解决工程技术中有关的力学问题打基础。为学习和掌握科学研究的方法打基础。学习理论力学的目的理论力学是高等院校中力学、机械、土建等各专6理论力学应用的若干例子理论力学应用的若干例子71.高速公路直道与弯道的连接1.高速公路直道与弯道的连接82.载人宇宙飞船的交会与对接交会（Rendezvous)与对接（Docking)

（MannedSpacecraft）2.载人宇宙飞船的交会与对接交会（Rendezvous)与对9给定不变的角加速度，从启动到正常运行所需的时间以及所需经历的转数？已知转台的质量及其分布，当驱动器到达正常运行所需角速度时，驱动马达的功率如何确定？3.计算机硬盘驱动器给定不变的角加速度，从启动到正常运行所需的时间以及所需经104.舰载飞机的起飞若已知推力和跑道的长度，需要多大的初速度和多少时间间隔才能达到飞离甲板时的速度？若已知初速度和一定时间间隔后飞离甲板时的速度，则需要弹射器施加多大推力，或者确定需要多长的跑道？4.舰载飞机的起飞若已知推力和跑道的长度，需要多大的初速度和11ωvC

艺术体操运动员使圈高速转动，并在地面上向前抛出，不久圆圈可自动返回到运动员跟前。我们应该怎样来解释这种现象？圈操C5.圈操的圆圈自动返回ωvC艺术体操运动员使圈高速转动，并在地面上向12

棒球在被球棒击打后，其速度的大小和方向发生了变化。如果已知这种变化即可确定球与棒的相互作用力。6.打棒球

棒球在被球棒击打后，其速度的大小和方向发生了变化。如果已知13学习要求：理论联系实际系统掌握理论培养提出、分析、解决问题的能力理论力学的研究方法生活实践生产实践科学实验归纳抽象概念公理定律数学演绎定理结论方程实践检验实际应用实践理论再实践学习要求：理论力学的研究方法生活实践生产实践科学实验归纳概念14第一篇静力学

研究物体在力系作用下的平衡条件的学科（Statics）第一篇静力学研究物体在力系作用下的平衡条件的学科（Sta15静力学研究的三大问题物体或物系的受力分析作用在刚体上的力系的等效替换或简化

等效替换——两个作用效果相同的力系间的相互替换。

简化——用简单的力系替换复杂的力系。作用在刚体上的力系的平衡条件及其应用

平衡条件——物体处于平衡时，作用力系应满足的条件。静力学研究的三大问题物体或物系的受力分析16F怎样确定O、B二处的受力？静力学问题举例F怎样确定O、B二处的受力？静力学问题举例17FDED、E二处为活页铰链怎样确定D、E二处的受力？静力学问题举例FDED、E二处为活页铰链怎样确定D、E二处的受力？静18A对于处于某一位置的机械臂怎样确定A、B、G三处的受力？静力学问题举例A对于处于某一怎样确定A、B、G三处的受力？静力学问题举例19第一章静力学的基本概念和公理第一章静力学的基本概念和公理20基本概念和公理一、静力学的基本概念二、约束和约束力（Constraints）三、静力学公理四、物体的受力分析和受力图

（ForceAnalysisandForceDiagram）基本概念和公理一、静力学的基本概念21平衡刚体（RigidBody）力（Force）基本概念和公理平衡基本概念和公理22静力学的基本概念——平衡平衡：

机械运动的特殊情况，指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动的状态。（惯性参考系：牛顿定律适用的特定坐标系）静力学的基本概念——平衡平衡：23静力学的基本概念——刚体刚体：

物体内任意两点始终保持不变的距离，或形状和尺寸始终保持不变的物体。刚体——理想化的力学模型实际的物体都是变形体，例如：固体、流体（液体和气体）静力学的基本概念——刚体刚体：24物体在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变刚体的例子物体在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变刚体的25变形体的例子变形体的例子26静力学的基本概念——力力：

物体间相互的机械作用。（受力体、施力体）力的作用效应：外效应——机械运动的状态发生变化

内效应——物体发生变形力的三要素：作用点、大小、方向F静力学的基本概念——力力：物体间相互的机械作用。F27汽车通过轮胎作用在桥面上的力集中力力的分类：集中力与分布力内力与外力主动力与约束力汽车通过轮胎作用在桥面上的力集中力力的分类：28桥面板作用在钢梁的力分布力桥面板作用在钢梁的力分布力29二、静力学公理1.平行四边形公理2.二力平衡公理3.加减平衡力系公理4.作用与反作用公理5.刚化公理推论（1）力的可传性原理推论（2）三力平衡汇交定理二、静力学公理1.平行四边形公理推论（1）30静力学公理——平行四边形公理1.平行四边形公理（ParallelogramAxiom）

作用在物体的同一点上的两个力的合力仍作用在该点上，其大小和方向由两个力组成的平行四边形的对角线表示。F1F2RF1F2R12静力学公理——平行四边形公理1.平行四边形公理（Paral31静力学公理——二力平衡公理2.二力平衡公理（EquilibriumofTwoForces）

作用在同一刚体上两力平衡的充分和必要条件是：两个力等值、反向、共线。ABFAFB二力构件静力学公理——二力平衡公理2.二力平衡公理（Equilibr32静力学公理——加减平衡力系公理3.加减平衡力系公理

若在作用于刚体上的已知力系上添加或减去任何平衡力系，则对刚体的作用效应并不改变。=静力学公理——加减平衡力系公理3.加减平衡力系公理=33静力学公理——推论（1）推论（1）：

力的可传性原理

作用于刚体上的力可沿其作用线移到刚体内的任一点，而不改变对刚体的作用。FFFF（刚体上）力的三要素：作用线、大小、方向作用在刚体上力是滑移矢量静力学公理——推论（1）推论（1）：力的可传性原理FFFF34静力学公理——推论（2）推论（2）：三力平衡汇交定理作用于刚体上的三个相互平衡的力，若其中两力汇交，则三力必然共面且汇交于同一点。静力学公理——推论（2）推论（2）：三力平衡汇交定理作用于刚35静力学公理——作用与反作用公理4.作用与反作用公理(ActionandReaction)

两物体间的相互作用力总是同时存在，且其大小相等、方向相反、沿同一直线，但作用在两个不同的物体上。FF’静力学公理——作用与反作用公理4.作用与反作用公理(Acti36静力学公理——刚化公理5.刚化公理变形体在已知力系作用下处于平衡，若将之变成刚体（刚化），则其平衡状态并不改变。?静力学公理——刚化公理5.刚化公理?37静力学公理1.平行四边形公理2.二力平衡公理（刚体）3.加减平衡力系公理（刚体）4.作用与反作用公理5.刚化公理推论（1）（刚体）力的可传性原理推论（2）（刚体）三力平衡汇交定理静力学公理1.平行四边形公理推论（1）（刚体）38三、约束和约束力

（Constraints）三、约束和约束力

（Constraints）39约束和约束力约束：限制物体自由运动的条件；对非自由体的某些运动起限制作用的周围物体。约束力：约束对物体的作用力。作用线—由约束对物体运动的限制情况而定。

方向—与所限制的运动方向相反。

大小—与主动力的大小有关，用平衡条件求得。约束和约束力约束：限制物体自由运动的条件；对非自由体的某些运40常见的约束和约束力——软索约束软索约束：由柔性体（绳索、胶带、链条）构成。常见的约束和约束力——软索约束软索约束：由柔性体（绳索、胶带41缆索FR软索约束缆索FR软索约束42软索约束软索约束力的作用线：沿柔性体

作用方向：离开非自由体（拉力）F1F2软索约束软索约束力的作用线：沿柔性体F1F243柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体．胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力．柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体．胶带对轮的约束力沿44常见的约束和约束力——光滑接触面约束N常见的约束和约束力——光滑接触面约束N45光滑接触面约束N光滑接触面约束N46作用线：沿约束面的公法线

方向：指向非自由体（压力）光滑接触面约束作用线：沿约束面的公法线光滑接触面约束47作用线：沿约束面的公法线

方向：指向非自由体（压力）光滑接触面约束作用线：沿约束面的公法线光滑接触面约束48常见的约束和约束力——光滑圆柱铰链约束常见的约束和约束力——光滑圆柱铰链约束49常见的约束和约束力——活动铰链支座作用线：通过铰链中心

方向：垂直于支承面常见的约束和约束力——活动铰链支座作用线：通过铰链中心50常见的约束和约束力——固定铰链支座作用线：通过铰链中心

方向：待定（可用两个正交的径向分力表示）常见的约束和约束力——固定铰链支座作用线：通过铰链中心51常见的约束和约束力——光滑中间铰链作用线：通过铰链中心

方向：可用两个正交的径向分力表示常见的约束和约束力——光滑中间铰链作用线：通过铰链中心52向心（径向）轴承作用线：通过铰链中心

方向：可用两个正交的径向分力表示FxFy向心（径向）轴承作用线：通过铰链中心FxFy53常见的约束和约束力——止推轴承作用线：通过铰链中心

方向：可用两个径向分力和一个轴向分力表示FxFyFz常见的约束和约束力——止推轴承作用线：通过铰链中心FxFyF54常见的约束和约束力——光滑球铰链作用线：通过铰链中心

方向：待定（可用三个正交的分力表示）FyFxFz常见的约束和约束力——光滑球铰链作用线：通过铰链中心FyFx55实际约束实际约束56实际约束实际约束57理论力学绪论讲解课件58理论力学绪论讲解课件59理论力学绪论讲解课件60理论力学绪论讲解课件61理论力学绪论讲解课件62理论力学绪论讲解课件63理论力学绪论讲解课件64四、物体的受力分析和受力图

(ForceAnalysisandForceDiagram)主要步骤：1.首先必须（声明）明确研究对象（取分离体）2.然后进行受力分析（画出受力图）3.最后利用平衡条件列出方程求解本节只介绍第一步和第二步四、物体的受力分析和受力图

(ForceAnalysis65受力分析例（1）：圆柱与斜面受力分析例（1）：圆柱与斜面66取隔离体W受力分析例（1）：圆柱与斜面取隔离体W受力分析例（1）：圆柱与斜面67画受力图FRAFRBABW受力分析例（1）：圆柱与斜面画受力图FRAFRBABW受力分析例（1）：圆柱与斜面681.画出圆盘的受力图2.比较AB杆与BC杆的受力受力分析例（2）：圆盘与支架圆盘的受力图解：1.画出圆盘的受力图受力分析例（2）：圆盘与支架圆盘的受力图69CFBC´FBC二力杆（二力构件）OFR1´FAFB三力汇交受力分析例（2）：圆盘与支架CFBC´FBC二力杆（二力构件）OFR1´FAFB三70三力汇交受力分析例（3）：圆柱、斜杆与绳索三力汇交受力分析例（3）：圆柱、斜杆与绳索71二力构件说明：三力平衡必汇交当三力平行时，在无限远处汇交，它是一种特殊情况。受力分析例（4）：横梁二力构件说明：三力平衡必汇交当三力平行时，在无限远处汇交，它72画出各构件的受力图受力分析例（5）：滑轮与支架画出各构件的受力图受力分析例（5）：滑轮与支架73

在图示的平面系统中，匀质球A

重G1，借本身重量和摩擦不计的理想滑轮C和柔绳维持在仰角是的光滑斜面上，绳的一端挂着重G2的物块B。试分析物块B,球A和滑轮C的受力情况，并分别画出平衡时各物体的受力图。CGBHEG1AFDG2受力分析例（6）：匀质球与斜面在图示的平面系统中，匀质球A重G1，借本身重量和摩74解：

1.物块B的受力图：BDG2FDCGBHEG1AFDG22.球A的受力图：

AEFG1FFFE3.滑轮

C的受力图：CFCFHFGIGH受力分析例（6）：匀质球与斜面解：1.物块B的受力图：BDG2FDCGBHEG1A75

等腰三角形构架ABC

的顶点A，B，C

都用铰链连接，底边AC固定，而AB

边的中点D作用有平行于固定边AC

的力F，如图所示。不计各杆自重，试画出杆AB

和BC

的受力图。BECABFD受力分析例（7）：三角形构架等腰三角形构架ABC的顶点A，B，C都用铰链连762.

杆AB的受力图：表示法一表示法二BDAFFAxFAyFBBDAHFFAFB解：BECABFD1.杆BC的受力图：FBFCBC受力分析例（7）：三角形构架2.杆AB的受力图：表示法一表示法二BDAFFAxF77如图所示，水平梁AB用斜杠支撑，A，C，D三处均为光滑铰链连接。匀质梁重G1，其上放一重为G2的电动机。如不计杆CD的自重，试分别画出杆CD和梁AB（包括电机）的受力图。ABDCG1G2受力分析例（10）：梁与斜杠解：

1.斜杆CD

的受力图：

CDFDFC2.梁AB（含电机）的受力图：ABDFAyFAxG1G2如图所示，水平梁AB用斜杠支撑，A，C，D三处均为光滑铰78受力分析例（11）：三铰拱F

如下图所示的三铰拱桥，由左右两拱桥铰接而成。设各拱桥的自重不计，在拱上作用有载荷F，试分别画出左拱和右拱的受力图。受力分析例（11）：三铰拱F如下图所79CBFCFB右拱BC

的受力图解：受力分析例（11）：三铰拱CBFCFB右拱BC的受力图解：受力分析例（11）：三铰80ACFFAxFAy表示法一ACFAFD表示法二左拱AC

的受力图受力分析例（11）：三铰拱ACFFAxFAy表示法一ACFAFD表示法二左拱AC的81

如图所示，重物重G=20kN,用钢丝绳挂在支架的滑轮B上，钢丝绳的另一端绕在铰车D上。杆AB与BC铰接，并以铰链A、C与墙连接。如两杆与滑轮的自重不计并忽略摩擦和滑轮的大小，试画出杆AB和BC以及滑轮B的受力图。ABDCG受力分析例（13）：重物、滑轮与机架如图所示，重物重G=20kN,用钢丝绳挂在支架的滑轮821.杆AB的受力图：ABFABFCBBC解：2.杆BC

的受力图：受力分析例（13）：重物、滑轮与机架ABDCG1.杆AB的受力图：ABFABFCBBC解：2.杆BC的受83BFBCFBAF2F1B3.滑轮B（不带销钉）的受力图：4.滑轮B（带销钉）的受力图：FBxF2F1FBy受力分析例（13）：重物、滑轮与机架ABDCGBFBCFBAF2F1B3.滑轮B（不带销钉）的受力图：84受力分析例（14）：平面构架DⅡKCABEⅠG如图所示平面构架，由杆AB、DE及DB铰接而成。钢绳一端拴在K处另一端绕过定滑轮Ⅰ和动滑轮Ⅱ后拴在销钉B上。重物的重量为G，各杆和滑轮的自重不计。（1）试分别画出各杆，各滑轮、销钉B以及整个系统受的受力图（2）画出销钉B与滑轮Ⅰ一起的受力图（3）画出杆AB，滑轮Ⅰ、Ⅱ、钢绳和重物作为一个系统时的受力图受力分析例（14）：平面构架DⅡKCABEⅠG如图所示平面构85FBDFDBDB1.杆BD（B处为没有销钉的孔）的受力图：ACBFAFCyFCxFBxFBy2.杆AB（B处仍为没有销钉的孔）的受力图：解：受力分析例（14）：平面构架DⅡKCABEⅠGFBDFDBDB1.杆BD（B处为没有销钉的孔）的受力图86ECKDFKFExFEy3.杆DE的受力图：BⅠFB1yFB1x4.轮Ⅰ（B处为没有销钉的孔）的受力图：受力分析例（14）：平面构架DⅡKCABEⅠGECKDFKFExFEy3.杆DE的受力图：BⅠFB1yFB87ⅡF2F1FB5.轮Ⅱ的受力图：6.销钉B的受力图：B受力分析例（14）：平面构架DⅡKCABEⅠGⅡF2F1FB5.轮Ⅱ的受力图：6.销钉B的受力图：B受88DⅡKCABEⅠGFAFExFEy7.整体的受力图：受力分析例（14）：平面构架DⅡKCABEⅠGDⅡKCABEⅠGFAFExFEy7.整体的受力图：受力分898.销钉B与滑轮Ⅰ一起的受力图：BⅡCABⅠFCyGFAFCx9.杆AB，滑轮Ⅰ，Ⅱ

以及重物、钢绳（包括销钉B）一起的受力图：受力分析例（14）：平面构架8.销钉B与滑轮Ⅰ一起的受力图：BⅡCABⅠFCyGFAF90

受力分析

力系的等效

力系的简化

力系的平衡刚体静力学的基础动力学的基础

工程设计的基础刚体静力学的主要内容受力分析刚体静力学的基础动力91谢谢大家谢谢大家92理论力学EngineeringMechanics山东农业大学机电学院理论力学EngineeringMechanics山东农业大93绪论

(Introduction)绪论绪论

(Introduction)绪论94一、理论力学的研究对象二、学习理论力学的目的三、理论力学的研究方法绪论一、理论力学的研究对象绪论95理论力学的研究对象理论力学是研究物体机械运动的一般规律的科学机械运动：物体在空间的位置随时间而改变。机械运动是物质运动最简单、最直观、最普遍、最基本的形式（运动是物质存在的形式）。一般规律：物体的运动与作用力之间的关系。理论力学的研究对象理论力学是研究物体机械运动的一般规律的科学96理论力学的内容静力学运动学动力学静力学—研究物体在力系作用下的平衡条件。运动学—研究物体运动的几何性质（轨迹、速度、加速度）。动力学—研究受力物体的运动与作用力之间的关系。理论力学的内容静力学运动学动力学97学习理论力学的目的理论力学是高等院校中力学、机械、土建等各专业的一门重要的技术基础课，是物理课程的力学部分内容的进一步深入。为学习后续课程（材料力学、结构力学、机械原理、机械设计等）打基础。为解决工程技术中有关的力学问题打基础。为学习和掌握科学研究的方法打基础。学习理论力学的目的理论力学是高等院校中力学、机械、土建等各专98理论力学应用的若干例子理论力学应用的若干例子991.高速公路直道与弯道的连接1.高速公路直道与弯道的连接1002.载人宇宙飞船的交会与对接交会（Rendezvous)与对接（Docking)

（MannedSpacecraft）2.载人宇宙飞船的交会与对接交会（Rendezvous)与对101给定不变的角加速度，从启动到正常运行所需的时间以及所需经历的转数？已知转台的质量及其分布，当驱动器到达正常运行所需角速度时，驱动马达的功率如何确定？3.计算机硬盘驱动器给定不变的角加速度，从启动到正常运行所需的时间以及所需经1024.舰载飞机的起飞若已知推力和跑道的长度，需要多大的初速度和多少时间间隔才能达到飞离甲板时的速度？若已知初速度和一定时间间隔后飞离甲板时的速度，则需要弹射器施加多大推力，或者确定需要多长的跑道？4.舰载飞机的起飞若已知推力和跑道的长度，需要多大的初速度和103ωvC

艺术体操运动员使圈高速转动，并在地面上向前抛出，不久圆圈可自动返回到运动员跟前。我们应该怎样来解释这种现象？圈操C5.圈操的圆圈自动返回ωvC艺术体操运动员使圈高速转动，并在地面上向104

棒球在被球棒击打后，其速度的大小和方向发生了变化。如果已知这种变化即可确定球与棒的相互作用力。6.打棒球

棒球在被球棒击打后，其速度的大小和方向发生了变化。如果已知105学习要求：理论联系实际系统掌握理论培养提出、分析、解决问题的能力理论力学的研究方法生活实践生产实践科学实验归纳抽象概念公理定律数学演绎定理结论方程实践检验实际应用实践理论再实践学习要求：理论力学的研究方法生活实践生产实践科学实验归纳概念106第一篇静力学

研究物体在力系作用下的平衡条件的学科（Statics）第一篇静力学研究物体在力系作用下的平衡条件的学科（Sta107静力学研究的三大问题物体或物系的受力分析作用在刚体上的力系的等效替换或简化

等效替换——两个作用效果相同的力系间的相互替换。

简化——用简单的力系替换复杂的力系。作用在刚体上的力系的平衡条件及其应用

平衡条件——物体处于平衡时，作用力系应满足的条件。静力学研究的三大问题物体或物系的受力分析108F怎样确定O、B二处的受力？静力学问题举例F怎样确定O、B二处的受力？静力学问题举例109FDED、E二处为活页铰链怎样确定D、E二处的受力？静力学问题举例FDED、E二处为活页铰链怎样确定D、E二处的受力？静110A对于处于某一位置的机械臂怎样确定A、B、G三处的受力？静力学问题举例A对于处于某一怎样确定A、B、G三处的受力？静力学问题举例111第一章静力学的基本概念和公理第一章静力学的基本概念和公理112基本概念和公理一、静力学的基本概念二、约束和约束力（Constraints）三、静力学公理四、物体的受力分析和受力图

（ForceAnalysisandForceDiagram）基本概念和公理一、静力学的基本概念113平衡刚体（RigidBody）力（Force）基本概念和公理平衡基本概念和公理114静力学的基本概念——平衡平衡：

机械运动的特殊情况，指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动的状态。（惯性参考系：牛顿定律适用的特定坐标系）静力学的基本概念——平衡平衡：115静力学的基本概念——刚体刚体：

物体内任意两点始终保持不变的距离，或形状和尺寸始终保持不变的物体。刚体——理想化的力学模型实际的物体都是变形体，例如：固体、流体（液体和气体）静力学的基本概念——刚体刚体：116物体在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变刚体的例子物体在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变刚体的117变形体的例子变形体的例子118静力学的基本概念——力力：

物体间相互的机械作用。（受力体、施力体）力的作用效应：外效应——机械运动的状态发生变化

内效应——物体发生变形力的三要素：作用点、大小、方向F静力学的基本概念——力力：物体间相互的机械作用。F119汽车通过轮胎作用在桥面上的力集中力力的分类：集中力与分布力内力与外力主动力与约束力汽车通过轮胎作用在桥面上的力集中力力的分类：120桥面板作用在钢梁的力分布力桥面板作用在钢梁的力分布力121二、静力学公理1.平行四边形公理2.二力平衡公理3.加减平衡力系公理4.作用与反作用公理5.刚化公理推论（1）力的可传性原理推论（2）三力平衡汇交定理二、静力学公理1.平行四边形公理推论（1）122静力学公理——平行四边形公理1.平行四边形公理（ParallelogramAxiom）

作用在物体的同一点上的两个力的合力仍作用在该点上，其大小和方向由两个力组成的平行四边形的对角线表示。F1F2RF1F2R12静力学公理——平行四边形公理1.平行四边形公理（Paral123静力学公理——二力平衡公理2.二力平衡公理（EquilibriumofTwoForces）

作用在同一刚体上两力平衡的充分和必要条件是：两个力等值、反向、共线。ABFAFB二力构件静力学公理——二力平衡公理2.二力平衡公理（Equilibr124静力学公理——加减平衡力系公理3.加减平衡力系公理

若在作用于刚体上的已知力系上添加或减去任何平衡力系，则对刚体的作用效应并不改变。=静力学公理——加减平衡力系公理3.加减平衡力系公理=125静力学公理——推论（1）推论（1）：

力的可传性原理

作用于刚体上的力可沿其作用线移到刚体内的任一点，而不改变对刚体的作用。FFFF（刚体上）力的三要素：作用线、大小、方向作用在刚体上力是滑移矢量静力学公理——推论（1）推论（1）：力的可传性原理FFFF126静力学公理——推论（2）推论（2）：三力平衡汇交定理作用于刚体上的三个相互平衡的力，若其中两力汇交，则三力必然共面且汇交于同一点。静力学公理——推论（2）推论（2）：三力平衡汇交定理作用于刚127静力学公理——作用与反作用公理4.作用与反作用公理(ActionandReaction)

两物体间的相互作用力总是同时存在，且其大小相等、方向相反、沿同一直线，但作用在两个不同的物体上。FF’静力学公理——作用与反作用公理4.作用与反作用公理(Acti128静力学公理——刚化公理5.刚化公理变形体在已知力系作用下处于平衡，若将之变成刚体（刚化），则其平衡状态并不改变。?静力学公理——刚化公理5.刚化公理?129静力学公理1.平行四边形公理2.二力平衡公理（刚体）3.加减平衡力系公理（刚体）4.作用与反作用公理5.刚化公理推论（1）（刚体）力的可传性原理推论（2）（刚体）三力平衡汇交定理静力学公理1.平行四边形公理推论（1）（刚体）130三、约束和约束力

（Constraints）三、约束和约束力

（Constraints）131约束和约束力约束：限制物体自由运动的条件；对非自由体的某些运动起限制作用的周围物体。约束力：约束对物体的作用力。作用线—由约束对物体运动的限制情况而定。

方向—与所限制的运动方向相反。

大小—与主动力的大小有关，用平衡条件求得。约束和约束力约束：限制物体自由运动的条件；对非自由体的某些运132常见的约束和约束力——软索约束软索约束：由柔性体（绳索、胶带、链条）构成。常见的约束和约束力——软索约束软索约束：由柔性体（绳索、胶带133缆索FR软索约束缆索FR软索约束134软索约束软索约束力的作用线：沿柔性体

作用方向：离开非自由体（拉力）F1F2软索约束软索约束力的作用线：沿柔性体F1F2135柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体．胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力．柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体．胶带对轮的约束力沿136常见的约束和约束力——光滑接触面约束N常见的约束和约束力——光滑接触面约束N137光滑接触面约束N光滑接触面约束N138作用线：沿约束面的公法线

方向：指向非自由体（压力）光滑接触面约束作用线：沿约束面的公法线光滑接触面约束139作用线：沿约束面的公法线

方向：指向非自由体（压力）光滑接触面约束作用线：沿约束面的公法线光滑接触面约束140常见的约束和约束力——光滑圆柱铰链约束常见的约束和约束力——光滑圆柱铰链约束141常见的约束和约束力——活动铰链支座作用线：通过铰链中心

方向：垂直于支承面常见的约束和约束力——活动铰链支座作用线：通过铰链中心142常见的约束和约束力——固定铰链支座作用线：通过铰链中心

方向：待定（可用两个正交的径向分力表示）常见的约束和约束力——固定铰链支座作用线：通过铰链中心143常见的约束和约束力——光滑中间铰链作用线：通过铰链中心

方向：可用两个正交的径向分力表示常见的约束和约束力——光滑中间铰链作用线：通过铰链中心144向心（径向）轴承作用线：通过铰链中心

方向：可用两个正交的径向分力表示FxFy向心（径向）轴承作用线：通过铰链中心FxFy145常见的约束和约束力——止推轴承作用线：通过铰链中心

方向：可用两个径向分力和一个轴向分力表示FxFyFz常见的约束和约束力——止推轴承作用线：通过铰链中心FxFyF146常见的约束和约束力——光滑球铰链作用线：通过铰链中心

方向：待定（可用三个正交的分力表示）FyFxFz常见的约束和约束力——光滑球铰链作用线：通过铰链中心FyFx147实际约束实际约束148实际约束实际约束149理论力学绪论讲解课件150理论力学绪论讲解课件151理论力学绪论讲解课件152理论力学绪论讲解课件153理论力学绪论讲解课件154理论力学绪论讲解课件155理论力学绪论讲解课件156四、物体的受力分析和受力图

(ForceAnalysisandForceDiagram)主要步骤：1.首先必须（声明）明确研究对象（取分离体）2.然后进行受力分析（画出受力图）3.最后利用平衡条件列出方程求解本节只介绍第一步和第二步四、物体的受力分析和受力图

(ForceAnalysis157受力分析例（1）：圆柱与斜面受力分析例（1）：圆柱与斜面158取隔离体W受力分析例（1）：圆柱与斜面取隔离体W受力分析例（1）：圆柱与斜面159画受力图FRAFRBABW受力分析例（1）：圆柱与斜面画受力图FRAFRBABW受力分析例（1）：圆柱与斜面1601.画出圆盘的受力图2.比较AB杆与BC杆的受力受力分析例（2）：圆盘与支架圆盘的受力图解：1.画出圆盘的受力图受力分析例（2）：圆盘与支架圆盘的受力图161CFBC´FBC二力杆（二力构件）OFR1´FAFB三力汇交受力分析例（2）：圆盘与支架CFBC´FBC二力杆（二力构件）OFR1´FAFB三162三力汇交受力分析例（3）：圆柱、斜杆与绳索三力汇交受力分析例（3）：圆柱、斜杆与绳索163二力构件说明：三力平衡必汇交当三力平行时，在无限远处汇交，它是一种特殊情况。受力分析例（4）：横梁二力构件说明：三力平衡必汇交当三力平行时，在无限远处汇交，它164画出各构件的受力图受力分析例（5）：滑轮与支架画出各构件的受力图受力分析例（5）：滑轮与支架165

在图示的平面系统中，匀质球A

重G1，借本身重量和摩擦不计的理想滑轮C和柔绳维持在仰角是的光滑斜面上，绳的一端挂着重G2的物块B。试分析物块B,球A和滑轮C的受力情况，并分别画出平衡时各物体的受力图。CGBHEG1AFDG2受力分析例（6）：匀质球与斜面在图示的平面系统中，匀质球A重G1，借本身重量和摩166解：

1.物块B的受力图：BDG2FDCGBHEG1AFDG22.球A的受力图：

AEFG1FFFE3.滑轮

C的受力图：CFCFHFGIGH受力分析例（6）：匀质球与斜面解：1.物块B的受力图：BDG2FDCGBHEG1A167

等腰三角形构架ABC

的顶点A，B，C

都用铰链连接，底边AC固定，而AB

边的中点D作用有平行于固定边AC

的力F，如图所示。不计各杆自重，试画出杆AB

和BC

的受力图。BECABFD受力分析例（7）：三角形构架等腰三角形构架ABC的顶点A，B，C都用铰链连1682.

杆AB的受力图：表示法一表示法二BDAFFAxFAyFBBDAHFFAFB解：BECABFD1.杆BC的受力图：FBFCBC受力分析例（7）：三角形构架2.杆AB的受力图：表示法一表示法二BDAFFAxF169如图所示，水平梁AB用斜杠支撑，A，C，D三处均为光滑铰链连接。匀质梁重G1，其上放一重为G2的电动机。如不计杆CD的自重，试分别画出杆CD和梁AB（包括电机）的受力图。ABDCG1G2受力分析例（10）：梁与斜杠解：

1.斜杆CD

的受力图：

CDFDFC2.梁AB（含电机）的受力图：ABDFAyFAxG1G2如图所示，水平梁AB用斜杠支撑，A，C，D三处均为光滑铰170受力分析例（11）：三铰拱F

如下图所示的三铰拱桥，由左右两拱桥铰接而成。设各拱桥的自重不计，在拱上作用有载荷F，