工程力学受力分析练习带答案.ppt

第三讲第三讲 习题课习题课v回顾上一讲内容回顾上一讲内容 1 约束和约束力约束和约束力 问题：约束？约束力？问题：约束？约束力？限制非自由体运动的物体。约束施加给被约束物体的力限制非自由体运动的物体。约束施加给被约束物体的力。也叫反力。也叫反力。2 理想状态下约束的类型？约束反力？理想状态下约束的类型？约束反力？3 受力分析的步骤受力分析的步骤本讲内容本讲内容 进一步进行受力分析进一步进行受力分析1 1例例1 由水平杆由水平杆AB和斜杆和斜杆BC构成的管道支架如图所示。在构成的管道支架如图所示。在AB杆上放一重为杆上放一重为P的管的管道，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。试分别画出管道画出管道O、水平杆、水平杆AB、斜杆、斜杆BC及整体的受力图。及整体的受力图。ACBDOP2 2解:(1)取管道O为研究对象.O(2)取斜杆BC为研究对象.CBRCRBACBDOPPN3 3ABDNDRBXAYA(4)取整体为研究对象取整体为研究对象.ACBDOPRC XAYA(3)取水平杆取水平杆AB为研究对象为研究对象.ACBDOPCBRCRB4 4例例2 画出下列各构件的受力图。画出下列各构件的受力图。说明：三力平衡必汇交说明：三力平衡必汇交当三力平行时，在无限当三力平行时，在无限远处汇交，它是一种特远处汇交，它是一种特殊情况。殊情况。5 5例例3 尖点问题尖点问题(摩擦忽略不计摩擦忽略不计)6 6例例4 销钉问题。试分别画出销钉问题。试分别画出AC、BC杆、销钉杆、销钉C及构架及构架整体的受力图。整体的受力图。解：解：ACFAFCABCFBFCBCFFCAFCBACFFCBFA（AC杆含销C）ABCFFBFA（AC杆不含销C）（销钉C）（BC杆不含销C）7 7例例5 画出下列各构件的受力图。画出下列各构件的受力图。QAOBCDE8 8QAOBCDE9 9练习练习1 画出下列各构件的受力图画出下列各构件的受力图1010练习练习2 画出滑轮、画出滑轮、CD杆、杆、AB杆和整体受力图。杆和整体受力图WWWWABCD1、研究滑轮、研究滑轮2、研究、研究CD杆杆1111A AB BC C3 3、研究、研究ABAB杆杆4 4、研究整体、研究整体WABCDWWWWWWWCBA A研究整体时，不画物体间的内力研究整体时，不画物体间的内力1212画受力图应注意的问题画受力图应注意的问题除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触才除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触才有相互机械作用力，要分清研究对象（受力体）有相互机械作用力，要分清研究对象（受力体）都与周围哪些物体（施力体）相接触，接触处都与周围哪些物体（施力体）相接触，接触处必有力，力的方向由约束类型而定。必有力，力的方向由约束类型而定。2、不要多画力、不要多画力要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对于受力体所受的每一个力，都应能明确地指出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。它是哪一个施力体施加的。1、不要漏画力、不要漏画力1313约束反力的方向必须严格地按照约束的类型来画，不约束反力的方向必须严格地按照约束的类型来画，不能单凭直观或根据主动力的方向来简单推想。在分析能单凭直观或根据主动力的方向来简单推想。在分析两物体之间的作用力与反作用力时，要注意，作用力两物体之间的作用力与反作用力时，要注意，作用力的方向一旦确定，反作用力的方向一定要与之相反，的方向一旦确定，反作用力的方向一定要与之相反，不要把箭头方向画错。不要把箭头方向画错。3、不要画错力的方向、不要画错力的方向4、受力图上不能再带约束。、受力图上不能再带约束。即受力图一定要画在分离体上。即受力图一定要画在分离体上。1414一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不同，有一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不同，有可能不同。当物体系统拆开来分析时，原系统的部分可能不同。当物体系统拆开来分析时，原系统的部分内力，就成为新研究对象的外力。内力，就成为新研究对象的外力。对于某一处的约束反力的方向一旦设定，在整体、局对于某一处的约束反力的方向一旦设定，在整体、局部或单个物体的受力图上要与之保持一致。部或单个物体的受力图上要与之保持一致。5、整体受力图上只画外力，不画内力。、整体受力图上只画外力，不画内力。6、同一系统各研究对象的受力图必须整体与局部一致，相、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，不能相互矛盾。互协调，不能相互矛盾。7、正确判断二力构件。、正确判断二力构件。1515本章重点及难点本章重点及难点v1.提出了静力学的基本概念：力、平衡、刚体。提出了静力学的基本概念：力、平衡、刚体。v2.力是物体之间的相互机械作用。力的三要素是力是物体之间的相互机械作用。力的三要素是力的大小、方向和作用点。力是矢量。力的大小、方向和作用点。力是矢量。v3.静力学公理是研究静力学的基础静力学公理是研究静力学的基础。v公理公理1说明力的运算符合矢量运算法则，是说明力的运算符合矢量运算法则，是力系合成与分解的基础。力系合成与分解的基础。v公理公理2是最基本的力系平衡条件。是最基本的力系平衡条件。v公理公理3是力系等效代换和简化的主要依据。是力系等效代换和简化的主要依据。v公理公理4是研究物体系受力分析的基础。是研究物体系受力分析的基础。v公理公理5提供了把变形体抽象为刚体模型的条提供了把变形体抽象为刚体模型的条件。件。1616本章重点及难点本章重点及难点v4.作用于物体上的力可分为主动力与被动约束反力。约束反力是限制作用于物体上的力可分为主动力与被动约束反力。约束反力是限制被约束物体运动的力，它作用于物体的约束接触处，其方向与物体被被约束物体运动的力，它作用于物体的约束接触处，其方向与物体被限制的运动方向相反。限制的运动方向相反。v常见的约束类型有：常见的约束类型有：v(1)柔性约束只能承受沿柔索的拉力。柔性约束只能承受沿柔索的拉力。v(2)光滑接触面约束只能承受位于接触点的法向压力。光滑接触面约束只能承受位于接触点的法向压力。v(3)光滑圆柱形铰链约束通常用两个正交的约束反力表示。光滑圆柱形铰链约束通常用两个正交的约束反力表示。v5.受力图在解除约束的分离体简图上，画出它所受的全部受力图在解除约束的分离体简图上，画出它所受的全部外力的简图，称为受力图。外力的简图，称为受力图。v 画受力图时应注意：画受力图时应注意：只画受力，不画施力；只画受力，不画施力；v只画外力，不画内力；只画外力，不画内力；v 解除约束后，才能画上约束反力。解除约束后，才能画上约束反力。1717本讲小结本讲小结v会受力分析和画受力图会受力分析和画受力图v从头到尾浏览一下方法从头到尾浏览一下方法1、确定研究对象，取分离体；2、先画主动力，明确研究对象所受周围的约束，进一步明确约束类型，再画约束反力。3、必要时需用二力平衡共线、三力平衡汇交等条件确定某些反力的指向或作用线的方位。注意的问题？注意的问题？1818