第1页：静力学引言
静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学，主要研究力系的简化和力系的平衡条件及其应用。
第2页：第1章目录
- §1-1 静力学的基本概念
- §1-2 静力学公理
- §1-3 约束与约束反力
- §1-4 物体的受力分析与受力图
第3页：力的概念
- 力的定义
- 力是物体间的相互机械作用，这种作用可以改变物体的运动状态。
- 力的效应
- ①运动效应（外效应）；②变形效应（内效应）。
- 力的三要素
- 大小、方向、作用点。
- 力的单位
- 国际单位制：牛顿（N）、千牛顿（kN）。
第4页：力系、刚体与平衡
- 力系
- 作用在物体上的一群力。
- 平衡力系
- 物体在力系作用下处于平衡，则称该力系为平衡力系。
- 平衡
- 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。
- 刚体
- 在力的作用下大小和形状都不变的物体。
第5页：公理1 二力平衡公理
- 公理
- 人类经过长期实践和经验得到的结论，被反复实践所验证，无须证明而为人们所公认。
- 公理1 二力平衡公理
- 作用于刚体上的两个力使刚体平衡的必要与充分条件是：两力大小相等 |F1| = |F2|、方向相反 F1 = –F2、作用线共线，且作用于同一个物体上。
第6页：二力体与二力杆
- 对刚体来说，上面的条件是充要的。
- 对变形体（或多体中）来说，上面的条件只是必要条件。
- 二力体：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体，工程中也称二力杆。
第7页：公理2 加减平衡力系原理
- 公理2 加减平衡力系原理
- 在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。
- 推论1 力的可传性
- 作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一点，而不改变该力对刚体的效应；因此对刚体来说，力的三要素为大小、方向、作用线。
第8页：公理3 力的平行四边形法则
- 公理3 力的平行四边形法则
- 作用于物体上同一点的两个力可合成一个合力，合力也作用于该点，大小和方向由以原两力矢为邻边构成的平行四边形的对角线表示。
- 推论2 三力平衡汇交定理
- 刚体受三力作用而平衡，若其中两力作用线汇交于一点，则另一力的作用线必汇交于同一点，且三力作用线共面（平行力系为在无穷远处汇交的特例）。
第9页：公理4 作用与反作用定律
- 公理4 作用力和反作用力定律
- 两力等值、反向、共线、异体，且同时存在。
- [例]吊灯
- 因力系为平衡力系，由二力平衡必等值、反向、共线，可知三力必汇交且共面。
第10页：公理5 刚化原理
- 公理5 刚化原理
- 变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体变成刚体（刚化为刚体），则平衡状态保持不变。
- 意义
- 处于平衡状态的变形体，可用刚体静力学的平衡理论进行分析。
第11页：约束与约束反力的概念
- 自由体
- 位移不受限制的物体。
- 非自由体
- 位移受限制的物体。
- 约束
- 对非自由体的某些位移预先施加的限制条件（此处为名词）。
- 约束反力
- 约束给被约束物体的力。
第12页：约束反力的特点
- ①大小常常是未知的；
- ②方向总是与约束限制的物体的位移方向相反；
- ③作用点在物体与约束相接触的那一点。
第13页：柔索类约束
由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束：绳索类只能受拉，其约束反力作用在接触点，方向沿绳索背离物体。
第14页：光滑接触面约束
光滑接触面的约束（光滑指摩擦不计）：约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体。
第15页：光滑圆柱铰链约束
3.光滑圆柱铰链约束：①圆柱铰链，由销钉连接两构件，可限制相对移动而允许相对转动。
第16页：固定铰支座的构造
②固定铰支座：由滑槽与销钉构成，属于双面约束，约束反力可用两个正交分力表示。
第17页：固定铰支座
固定铰支座：限制物体在平面内的移动而允许转动，提供两个正交方向的约束反力。
第18页：活动铰支座（辊轴支座）
活动铰支座（辊轴支座）：只限制沿支承面法线方向的移动，约束反力沿法线方向，为一个未知力。
第19页：受力分析与主动力
- 受力分析
- 解决力学问题时先选定研究对象，再根据已知条件、约束类型并结合基本概念和公理分析其受力情况。
- 主动力
- 如重力、风力、气体压力等。
- 被动力
- 即约束反力。
第20页：画受力图的步骤
画物体受力图主要步骤：①选研究对象；②取分离体；③画上主动力；④画出约束反力。[例1]
第21页：例2 构件受力图（一）
[例2] 画出下列各构件的受力图：图示构件体系 QAOBCDE，逐件取分离体分析其受力。
第22页：例2 构件受力图（二）
[例2]（续）构件体系 QAOBCDE 的受力图绘制，按先整体后局部的顺序逐一取分离体。
第23页：例2 构件受力图（三）
[例2]（续）构件体系 QAOBCDE 受力图完成，各铰节点处约束反力按作用与反作用定律成对画出。
第24页：例3 三力平衡汇交
- [例3]
- 画出下列各构件的受力图。
- 说明
- 三力平衡必汇交；当三力平行时，在无限远处汇交，是一种特殊情况。
第25页：例4 尖点问题
[例4] 尖点问题：尖点处不构成有效约束，应去掉约束，不应在尖点处画出约束反力。
第26页：例5 构件受力图
[例5] 画出下列各构件的受力图：逐件取分离体，按约束类型确定各处约束反力方向。
第27页：画受力图的注意问题（一）
- 1、不要漏画力：除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触才有相互机械作用力，接触处必有力。
- 2、不要多画力：对于受力体所受的每一个力，都应能明确地指出它是哪一个施力体施加的。
第28页：画受力图的注意问题（二）
- 3、不要画错力的方向：约束反力的方向必须严格按约束类型来画，作用力与反作用力方向必须相反。
- 4、受力图上不能再带约束，即受力图一定要画在分离体上。
第29页：画受力图的注意问题（三）
- 5、受力图上只画外力，不画内力；同一力是内力还是外力随研究对象而变。
- 6、同一系统各研究对象的受力图必须整体与局部一致，相互协调。
- 7、正确判断二力构件。
