主要参考书•朱照宣等编写的《理论力学》（上下册）北京大学出版社•贾书惠主编的《理论力学》高等教育出版社•梅凤翔主编的《工程力学》（上下册）高等教育出版社•刘延柱主编的《理论力学》高等教育出版社•R.C.Hibbeler, Engineering Mechanics, 高等教育出版社•谢传锋主编的《理论力学自我检测》北航出版社1上节课的主要内容•基本概念–平衡、质点（系）、刚体、力系、等效力系、合力、平衡力系、共点力系•基本方法–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）•要研究的问题–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2§1-3 平衡问题的解法•自由体(free body)：可以在空间任意运动的物体•非自由体(constrained body)：运动受到某些的物体3非自由体实例4§1-3 平衡问题的解法一、约束与约束力•约束(constraint)：物体运动的条件。•约束体(constraint body)：约束非自由体运动的物体。•列车是非自由体•铁轨是约束体•铁轨作用在车轮上的力为约束力•约束力(constraint force)：约束体作用在非自由体上的力。5§1-3 平衡问题的解法（一）柔索－绳索、链条、皮带等假设条件：不计质量。约束力特点：力沿柔索方向，受拉。运动的条件xyL222该方向的运动约束力的方向与物体运动的方向相反6§1-3 平衡问题的解法（二）光滑面约束约束力沿公法线方向指向被约束的物体公切面公法线ACFAFCFB假设条件：不计摩擦7F§1-3 平衡问题的解法在不计摩擦的条件下，齿轮间的约束也属于光滑面约束。8§1-3 平衡问题的解法（三）光滑圆柱铰链1、固定铰链支座固定铰链简图AFAxFAyA9§1-3 平衡问题的解法首都机场候机楼顶棚拱架支座10§1-3 平衡问题的解法2、连接铰链BFByFBxBF注意：分清受力体与施力体'ByBF'Bx11§1-3 平衡问题的解法思考题：•机器人的哪些关节是链接铰？•人体的哪些关节可简化成链接铰？12§1-3 平衡问题的解法3、活动铰链支座AFA4、径向轴承FyFx13§1-3 平衡问题的解法固定铰链支座与可动铰链支座的应用14§1-3 平衡问题的解法（四）光滑球铰链AFAzA人造髋关节FAxFAy15§1-3 平衡问题的解法（五）二力构件/二力杆二力平衡原理：作用于刚体上的两个力为平衡力系的充分必要条件是：此二力等值、反向、共线不计杆件自重WW若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或二力杆。作用力沿两点连线、大小相等、方向相反。16§1-3 平衡问题的解法二、受力图根据约束的类型画出研究对象的受力图例：结构如图所示，不计构件自重，画出AB杆的受力图。ACBABFAxADFAyFCWCBWDCW17CD杆为二力杆§1-3 平衡问题的解法例：画出AB杆的受力图ACDAFACFDWB(a)W(b)DBFB18§1-3 平衡问题的解法例：画出滑轮、CD杆、AB杆和整体受力图1、研究滑轮ADCWFAyFAxW2、研究CD杆BWFDFC19§1-3 平衡问题的解法WAFAy4、研究整体FAxWWADCFDBAWCFBxW20F'AyFBy3、研究AB杆FCBCF'AxFByBFBx研究整体时，不画物体间的内力例：已知物体的重量为P，求（a）平衡时铅垂力F，（b）维持平衡时F 的最小值及其方向（不计构件自重）BC200450DAFCC600CBFBBBFPx'x'C650FBB400xPFCCFCCFCD6500F450FAB300FF00FCD0Fx00045FCCsin65Fsin450Psin30FBBsin400FminF()|900sin65FFCC0sin450FBBsin30P021sin400例：结构如图所示，杆重不计，已知力P，求BC杆的内力和绳BD的拉力。zD解：研究铰链BzDF3Ax空间力系CyxACF2ByBPF1xPFx0Fy0Fz0Fz0F0F3sinP0PF3sinF3cossinF20F2F3cossin22问题研究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问题？2.若研究这些问题，假设条件是什么？3.建立力学模型。4.给出理论分析与计算。5.目前不能解决的问题是什么？23问题研究建立安装在门上的一组合叶的力学模型。1、分析合叶的受力情况并画出门的受力图。2、为了使门能正常的开关，安装合叶时应注意哪些问题？24本章主要内容•基本定义–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•基本方法–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–柔索、光滑面、光滑柱（球）铰链、二力构件•受力分析–根据约束的类型和特点画受力图25
