【正文】 .. . . ..第一章 靜力學(xué)基礎(chǔ)力學(xué)包括靜力學(xué)，動力學(xué)，運動學(xué)三部分，靜力學(xué)主要研究物體在力系作用下的平衡規(guī)律，靜力學(xué)主要討論以下問題： ；；3. 力系的平衡問題。第1講167。 1 － 1靜力學(xué)的基本概念 167。12靜力學(xué)公理【目的與要求】1 、使學(xué)生對靜力學(xué)基本概念有清晰的理解，并掌握靜力學(xué)公理及應(yīng)用范圍。會利用靜力學(xué)靜力學(xué)公理解決實際問題。 【重點、難點】 力、剛體、平衡等概念；正確理解靜力學(xué)公理。 一、 靜力學(xué)的基本概念力和力系的概念 一）力的概念 1）力的定義：力是物體間的相互作用，這種作用使物體運動狀態(tài)或形狀發(fā)生改變。（舉例理解相互作用） 2)力的效應(yīng)： 外效應(yīng)（運動效應(yīng)）：使物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化。（舉例） 內(nèi)效應(yīng)（變形效應(yīng)）：使物體的形狀發(fā)生變化。（舉例） 3）力的三要素：大小、方向、作用點。 力是定位矢量 4）力的表示： 圖示 符號：字母＋箭頭 如： 二）力系的概念1）定義：作用在物體上的一組力。（舉例）2)力系的分類 按力的的作用線現(xiàn)在空間分布的形式： A匯交力系 b平行力系 c一般力系 按力的的作用線是否在同一平面內(nèi) A平面力系 B 空間力系3)等效力系與合力 A等效力系 ——兩個不同力系，對同一物體產(chǎn)生相同的外效應(yīng)，則稱之 B合力——若一個力與一個力系等效，則這個力稱為合力 ： 1）定義：在力的作用下保持其大小和形狀不發(fā)生變化。 2）理解：剛體為一力學(xué)模型。 ： 1）平衡——物體相對慣性參考系（如地面）靜止或作勻速直線運動． 2)平衡力系——作用在剛體上使物體處于平衡狀態(tài)的力系。 3平衡條件——平衡力系應(yīng)滿足的條件。二．靜力學(xué)公里公理一：二力平衡公里作用在剛體上的兩個力，使剛體保持平衡的必要和充分條件是：這兩個力的大小相等，方向相反，且作用在同一直線上。使剛體平衡的充分必要條件二力構(gòu)件：在兩個力作用下處于平衡的物體。公理二加減平衡力系原理在已知力系上加上或減去任意的平衡力系，并不改變厡力系對剛體的作用。推理1 力的可傳性作用于剛體上某點的力，可以沿著它的作用線移到剛體內(nèi)任意一點，并不改變該力對剛體的作用。作用在剛體上的力是滑動矢量，力的三要素為大小、方向和作用線．公理3 作用和反作用定律作用力和反作用力總是同時存在，同時消失，等值、反向、共線，作用在相互作用的兩個物體上．公理4 力的平行四邊形法則作用在物體上同一點的兩個力，可以合成為一個合力。合力的作用點也在該點，合力的大小和方向，由這兩個力為邊構(gòu)成的平行四邊形的對角線確定，如圖所示F1+ F2= FR推理2 三力平衡匯交定理作用于剛體上三個相互平衡的力，若其中兩個力的作用線匯交于一點，則此三力必在同一平面內(nèi)，且第三個力的作用線通過匯交點。平衡時必與共線則三力必匯交O 點，且共面．【小結(jié)】： 本節(jié)重點介紹了力的概念、四個公理和二個推論；二力構(gòu)件與三力構(gòu)件，應(yīng)掌握其判斷方法；注意作用與反作用公理與二力平衡條件的區(qū)別。 【作業(yè)】思考題 112第2講 167。 1 － 3 約束與約束反力 【目的與要求】1 、 使學(xué)生對約束的概念有清晰的理解 。 2 、掌握柔性、光滑面、光滑鉸鏈約束的 構(gòu)造及約束反力的確定； 3 、能正確的繪制各類約束的約束反力，尤其是鉸鏈約束、二力桿、三力構(gòu)件的約束反力的畫法。 【重點、難點】 1 、 約束及約束反力的概念。 2 、工程中常見的約束類型及約束反力的畫法 。 自由體：在空間運動，其位移不受任何限制的物體。非自由體：在空間運動，其位移受到某些方面任何限制的物體。主動力：約束反力以外的其他力約束 ——對非自由體某個方向的移動期限制作用的周圍物體。約束反力（約束力）——約束對被約束物體作用的力。 約束反力的特點——約束反力的方向總是與非自由踢被約束所限制的位移方向相反。一。柔索約束 ：（拉力） 大小:待定作用點；連接點方向：柔索對物體的約束力沿著柔索背向被約束物體。 二。光滑表面約束 （FN） 大小：待定 方向：沿著接觸面的公法線指向物體內(nèi)部。 作用點：接觸點 三。光滑鉸鏈約束 1）實例 2）反力特點：(Fx,Fy)大?。捍ǚ较颍夯ハ啻怪钡亩至ψ饔命c：鉸鏈轉(zhuǎn)動中心1）實例 2）反力特點： 大?。捍? 方向：垂直于支撐面 作用點：鉸鏈轉(zhuǎn)動中心3。中間鉸鏈1）實例 2）反力特點大?。捍?。方向：互相垂直的二分力。作用點：鉸鏈轉(zhuǎn)動中心。四。光滑球鉸鏈約束(Fx,Fy,Fz) 1）約束特點：通過球與球殼將構(gòu)件連接，構(gòu)件可以繞球心任意轉(zhuǎn)動，但構(gòu)件與球心不能有任何移動．2）約束力：當(dāng)忽略摩擦?xí)r，球與球座亦是光滑約束問題3）約束力通過接觸點,并指向球心,．【小結(jié)】 1 、本節(jié)課詳盡地介紹了工程中常見的各種約束 構(gòu)造及約束反力的確定。 2 、光滑鉸鏈約束的不同類型所具有的特點和 區(qū)別是本節(jié)課的難點， 3 、應(yīng)通過扎實的練習(xí)，熟練掌握工程中常見的各種 約束及約束反力的正確畫法 。 【作業(yè)】12第3講167。 1 － 4 物體的受力分析 受力圖 【目的與要求】 1 、 通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)：使學(xué)生能從簡單的物體系統(tǒng)中正確地選取研究對象，熟練準(zhǔn)確地畫出受力圖 2 、培養(yǎng)學(xué)生能初步將工程實際問題抽象為力學(xué)模型的能力。 3 、初步認(rèn)識幾種載荷。 【重點、難點】 1 、 畫受力圖是靜力學(xué)問題的定性分析，是解決靜力學(xué)問題很重要的環(huán)節(jié)。 2 、單個物體和簡單的物體系統(tǒng)（三個以下物體組成的系統(tǒng)）的受力分析和受力圖。 內(nèi)容：在受力圖上應(yīng)畫出所有力；主動力和約束力（被動力） 一。 畫受力圖步驟：取所要研究物體為研究對象（隔離體）畫出其簡圖畫出所有主動力按約束性質(zhì)畫出所有約束（被動）力二。應(yīng)用實例1. 碾子重為P，拉力為 F ，A 、B 處光滑接觸，畫出碾子的受力圖． 解1）確定研究對象畫簡圖 2）畫出主動力 3）畫出約束力2水平均質(zhì)梁 AB 重為 P1 ，電動機重為 P2 ，不計桿CD 的自重，畫出桿CD和梁 AB 的受力圖．圖(a) 解：1)取 CD桿，其為二力構(gòu)件，簡稱二力桿，其受力圖如圖(b) 2)取AB 梁，其受力圖如圖 (c) 討論 CD桿的受力圖能否畫為圖（d）所示？若這樣畫，梁 AB的受力圖又如何改動? 4不計三鉸拱橋的自重與摩擦，畫出左、右拱的受力圖與系統(tǒng)整體受力圖．解右拱CB為二力構(gòu)件，其受力圖如圖（b）所示取左拱 AC,其受力圖如圖（c）所示系統(tǒng)整體受力圖如圖（d）所示討論1考慮到左拱 三個力作用下平衡，也可按三力平衡匯交定理畫出左拱 的受力圖，如圖（e）所示此時整體受力圖如圖（f）所示討論2：若左、右兩拱都考慮自重，如何畫出各受力圖？ 如圖（g）（h）（i） 5 不計自重的梯子放在光滑水平地面上，畫出梯子、梯子左右兩部分與整個系統(tǒng)受力圖(a)解：1）繩子受力圖如圖（b）所示 2）梯子左邊部分受力圖如圖（c）所示 3）梯子右邊部分受力圖如圖（d）所示 4）整體受力圖如圖（e）所示 提問：左右兩部分梯子在A處，繩子對左右兩部分梯子均有力作用，為什么在整體受力圖沒有畫出？處理教材中的練習(xí) P15頁 16【小結(jié)】 本節(jié)課重點討論了如何正確的作出受力圖。注意事項： 1 ）要熟練掌握常見約束的構(gòu)造及約束反力的確定方法； 2 ）掌握畫受力圖的步驟，明確畫受力圖的重要性 . 3 ）畫受力圖的過程就是對研究對象進(jìn)受力分析的過程，受力圖若不正確，說明不會正確的受力分析，不只是學(xué)不好本課程，還會影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí) 。 【作業(yè)】 14