1、1 主要参考书主要参考书 朱照宣等编写的朱照宣等编写的理论力学理论力学（上下册）北京大学出版社（上下册）北京大学出版社 贾书惠主编的贾书惠主编的理论力学理论力学高等教育出版社高等教育出版社 梅凤翔主编的梅凤翔主编的工程力学工程力学（上下册）高等教育出版社（上下册）高等教育出版社 刘延柱主编的刘延柱主编的理论力学理论力学高等教育出版社高等教育出版社 R.C.Hibbeler,Engineering Mechanics,高等教育出版社高等教育出版社 谢传锋主编的谢传锋主编的理论力学自我检测理论力学自我检测北航出版社北航出版社2 上节课的主要内容上节课的主要内容 基本概念基本概念 平衡、质点（系）、
2、刚体、力系、等效力系、平衡、质点（系）、刚体、力系、等效力系、合力、平衡力系、共点力系合力、平衡力系、共点力系 基本方法基本方法 共点力系的合成（几何法、解析法）共点力系的合成（几何法、解析法）共点力系的平衡条件（几何法、解析法）共点力系的平衡条件（几何法、解析法）要研究的问题要研究的问题 如何进行受力分析如何进行受力分析 如何将基本概念与方法应用于实际问题如何将基本概念与方法应用于实际问题3 1-3 1-3 平衡问题的解法平衡问题的解法自由体自由体(free body)：可以在空间任意运动的物体可以在空间任意运动的物体非自由体非自由体(constrained body)：运动受到某些限制的物
3、体运动受到某些限制的物体4 非自由体实例非自由体实例5 1-3 1-3 平衡问题的解法平衡问题的解法约约 束束(constraint)：限制物体运动的条件。限制物体运动的条件。约束体约束体(constraint body)：约束约束非自由体非自由体运动的物体。运动的物体。列车是非自由体列车是非自由体 铁轨是约束体铁轨是约束体约束力约束力(constraint force)：约束体作用在非自由体上的力。约束体作用在非自由体上的力。铁轨作用在车轮铁轨作用在车轮上的力为约束力上的力为约束力6 1-3 1-3 平衡问题的解法平衡问题的解法约束力约束力的的方向方向与限制物体运动的与限制物体运动的方向相反
4、方向相反（一）柔索（一）柔索绳索、绳索、链条、皮带等链条、皮带等 假设条件：假设条件：不计质量不计质量。约束力特点：约束力特点：力沿柔索方向，受拉。力沿柔索方向，受拉。限制该方向的运动限制该方向的运动 222Lyx限制运动的条件限制运动的条件7 1-3 1-3 平衡问题的解法平衡问题的解法（二）光滑面约束（二）光滑面约束 AFBFCF约束力沿公法线方向指向被约束的物体约束力沿公法线方向指向被约束的物体B A C NF公切面公切面公法线公法线假设条件：假设条件：不计摩擦不计摩擦8 1-3 1-3 平衡问题的解法平衡问题的解法 在不计摩擦的条在不计摩擦的条件下，齿轮间的约束件下，齿轮间的约束也属于
5、光滑面约束。也属于光滑面约束。9 1-3 1-3 平衡问题的解法平衡问题的解法1 1、固定铰链支座、固定铰链支座AxFyAF固定铰链简图固定铰链简图（三）光滑圆柱铰链（三）光滑圆柱铰链 10 1-3 1-3 平衡问题的解法平衡问题的解法首都机场候机楼顶棚拱架支座首都机场候机楼顶棚拱架支座11 1-3 1-3 平衡问题的解法平衡问题的解法2 2、连接铰链、连接铰链BxFBByFBxFBByFB注意：分清受力体与施力体注意：分清受力体与施力体12 1-3 1-3 平衡问题的解法平衡问题的解法思考题：思考题：机器人的哪些关节机器人的哪些关节是链接铰？是链接铰？人体的哪些关节可人体的哪些关节可简化成链
6、接铰？简化成链接铰？13 1-3 1-3 平衡问题的解法平衡问题的解法3 3、活动铰链支座、活动铰链支座AAF4 4、径向轴承、径向轴承yFxF14 1-3 平衡问题的解法平衡问题的解法固定铰链支座与可动铰链支座的应用固定铰链支座与可动铰链支座的应用15 1-3 1-3 平衡问题的解法平衡问题的解法（四）光滑球铰链（四）光滑球铰链 AAxFAyFAzFA人造髋关节人造髋关节16 1-3 1-3 平衡问题的解法平衡问题的解法（五）二力构件（五）二力构件/二力杆二力杆 二力平衡原理二力平衡原理：作用于刚体上的两个力为平衡力系的充分必作用于刚体上的两个力为平衡力系的充分必要条件是：要条件是：此二力等
7、值、反向、共线此二力等值、反向、共线若若刚体上只有两点受力且不计其质量，则该刚体称为刚体上只有两点受力且不计其质量，则该刚体称为二力构件二力构件或或二力杆二力杆。作用力沿两点连线、大小相等、方向相反。作用力沿两点连线、大小相等、方向相反。W不计杆件自重不计杆件自重W17 1-3 1-3 平衡问题的解法平衡问题的解法根据约束的根据约束的类型类型画出研究对象的受力图画出研究对象的受力图例：例：结构如图所示，不计构件自重，结构如图所示，不计构件自重，画出画出AB杆的受力图。杆的受力图。DCWABWABDCAxFAyFCFABWCCD杆为二力杆杆为二力杆18 1-3 1-3 平衡问题的解法平衡问题的解
8、法例：例：画出画出AB杆的受力图杆的受力图 AFDFBF(b)CB A WD(a)WD 19 1-3 1-3 平衡问题的解法平衡问题的解法例：例：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 WWABCD1 1、研究滑轮、研究滑轮2 2、研究、研究CD杆杆AxFAyFCFDF20 1-3 1-3 平衡问题的解法平衡问题的解法BC3 3、研究、研究AB杆杆4 4、研究整体、研究整体WABCDWAxFAyFBxFByFCFAxFAyFW CABBxFByFDF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21 例：例：已知物体的重量为已知物体的重量为P，求（，求（a
9、a）平衡时铅垂力）平衡时铅垂力F，（b b）维持平衡时）维持平衡时F 的最小值及其方向（不计构件自重）的最小值及其方向（不计构件自重）BCBBFCCFx040sin30sin000BBxFPFPFBB0040sin30sin045sin65sin000FFFCCxCCFF0045sin65sin090min|)(FFB CFP045020060AD xBBBFABFP030040CCFCDFF065045CCFCDFF06504522 例：例：结构如图所示，杆重不计，已知结构如图所示，杆重不计，已知 力力P P，求，求BC杆的内力和绳杆的内力和绳BD的拉力。的拉力。1F3F2F解：解：研究铰链
10、研究铰链B000zyxFFF空间力系空间力系0sin03PFFzsin3PF 0sincos023FFFxsincos32FF 23 问题研究问题研究用所学过的知识与方法研究缆车的力学问题用所学过的知识与方法研究缆车的力学问题1.能研究缆车的哪些力学能研究缆车的哪些力学问题？问题？2.若研究这些问题，假设若研究这些问题，假设条件是什么？条件是什么？3.建立力学模型。建立力学模型。4.给出理论分析与计算。给出理论分析与计算。5.目前不能解决的问题是目前不能解决的问题是什么？什么？24 问题研究问题研究 建立安装在门上的一建立安装在门上的一组合叶的力学模型。组合叶的力学模型。1、分析合叶的受力情况
11、并、分析合叶的受力情况并画出门的受力图。画出门的受力图。2、为了使门能正常的开关，、为了使门能正常的开关，安装合叶时应注意哪些问安装合叶时应注意哪些问题？题？25 本章主要内容本章主要内容 基本定义基本定义 平衡、质点（系）、刚体、自由体、非自由体平衡、质点（系）、刚体、自由体、非自由体 力系、等效力系、合力、共点力系力系、等效力系、合力、共点力系 基本方法基本方法 共点力系的合成及其平衡条件（矢量法、解析法）共点力系的合成及其平衡条件（矢量法、解析法）约束与约束力约束与约束力 柔索、光滑面、光滑柱（球）铰链、二力构件柔索、光滑面、光滑柱（球）铰链、二力构件 受力分析受力分析 根据约束的类型和特点画受力图根据约束的类型和特点画受力图
