第1章：静力学基本知识

时间：2026-04-27

第一章静力学基本概念

§1–1 静力学的基本概念 11 、力：力的效应力的三要素力的三要素外效应—改变物体运动状态的效应外效应改变物体运动状态的效应内效应—引起物体变形的效应内效应引起物体变形的效应大小方向作用点确定力的必要因素力的表示法 ——力是一矢量，用数学上的矢量 ——力是一矢量，力是一矢量记号来表示，如图。记号来表示，如图。

F在国际单位制中，力的单位 —— 在国际单位制中，力的单位是牛顿 (N) 1N= 1公斤米/秒2 (kg m/s2 )。 1公斤米 m/s 公斤

2、刚体、定义：是在任何情况下大小和形状不变的物体。目的：刚体是一个理想化的力学模型，可以使研究问题大为简化。对于工程结构中的固体构件都可视为刚体

§1–2 静力学公理 2基本概念力作用于同一物体或物体系上的一群力。系——作用于同一物体或物体系上的一群力。作用于同一物体或物体系上的一群力

等效力系——对物体的作用效果相同的两个力系。对物体的作用效果相同的两个力系。等效力系对物体的作用效果相同的两个力系平衡力系——能使物体维持平衡的力系。能使物体维持平衡的力系。平衡力系能使物体维持平衡的力系合在特殊情况下，力——在特殊情况下，能和一个力系等效在特殊情况下的一个力。的一个力。

§1–2 静力学公理 2力平行四边形公理) 公理一 (力平行四边形公理) 作用于物体上任一点的两个力可合成为作用于同一点的一个力，即合力。于同一点的一个力，即合力。合力的矢由原两力的矢为邻边而作出的力平行四边形的对角矢来表示。来表示。F2 R

即，合力为原两力的矢量和。合力为原两力的矢量和。矢量表达式：矢量表达式：R= F1+F2A F1

§1–2 静力学公理 2二力平衡公理) 公理二 (二力平衡公理) 要使刚体在两个力作用下维持平衡状态，要使刚体在两个力作用下维持平衡状态，必须也只须这两个力大小相等、方向相反、必须也只须这两个力大小相等、方向相反、沿同一直线作用。同一直线作用。加减平衡力系公理) 公理三 (加减平衡力系公理) 可以在作用于刚体的任何一个力系上加上或去掉几个互成平衡的力，或去掉几个互成平衡的力，而不改变原力系对刚体的作用。刚体的作用。

§1–2 静力学公理 2力在刚体上的可传性) 推论一 (力在刚体上的可传性) 作用于刚体的力，作用于刚体的力，其作用点可以沿作用线在该刚体内前后任意移动，在该刚体内前后任意移动，而不改变它对该刚体的作用

F A

B F A F2

§1–2 静力学公理 2三力平衡

汇交定理) 推论二 (三力平衡汇交定理) 当刚体在三个力作用下平衡时，当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的作用线相交于某点，作用线相交于某点，则第三力的作用线必定也通过这个点。这个点。F1证明：证明：

R1 F1 F2 A2 F2

A1 A A3

=F3

A A3

§1–2 静力学公理 2作用和反作用公理) 公理四 (作用和反作用公理) 任何两个物体间的相互作用的力，任何两个物体间的相互作用的力，总是大小相作用线相同，但指向相反，等，作用线相同，但指向相反，并同时分别作用于这两个物体上。这两个物体上。公理五 (刚化公理) 刚化公理) 设变形体在已知力系作用下维持平衡状态，设变形体在已知力系作用下维持平衡状态，则如将这个已变形但平衡的物体变成刚体(刚化), 如将这个已变形但平衡的物体变成刚体(刚化), 其平衡不受影响。其平衡不受影响。

§1–3 约束和约束反力 3基本概念：基本概念： 1、自由体：自由体：可以任意运动(获得任意位移)的物体。可以任意运动(获得任意位移)的物体。 2、非自由体：不可能产生某方向的位移的物体。非自由体：不可能产生某方向的位移的物体。 3、约束：由周围物体所构成的、限制非自由体约束：由周围物体所构成的、位移的条件。位移的条件。 4、约束反力：约束对被约束体的反作用力。约束反力：约束对被约束体的反作用力。主动力：约束力以外的力。 5、主动力：约束力以外的力。

§1–3 约束和约束反力 3常见的几种类型的约束绳索、链条或胶带约束(拉力) 1、绳索、链条或胶带约束(拉力) 2、理想光滑接触面约束

§1–3 约束和约束反力 3常见的几种类型的约束

光滑接触面约束实例

§1–3 约束和约束反力 3常见的几种类型的约束 3、光滑圆柱铰链约束A B N A B

§1–3 约束和约束反力 3常见的几种类型的约束

固定铰链支座： (1) 固定铰链支座：

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