工程力学 受力分析练习 带答案

约束力

第三讲 习题课回顾上一讲内容 1 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。 限制非自由体运动的物体。约束施加给被约束物体的 也叫反力。 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 本讲内容 进一步进行受力分析

约束力

由水平杆AB和斜杆 构成的管道支架如图所示。 和斜杆BC构成的管道支架如图所示 杆上放一重为P的管 例1 由水平杆 和斜杆 构成的管道支架如图所示。在AB杆上放一重为 的管 杆上放一重为 处都是铰链连接， 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。 画出管道O、水平杆AB、斜杆 及整体的受力图。 及整体的受力图。 画出管道 、水平杆 、斜杆BC及整体的受力图

P AO

D

B

C

约束力

解:(1)取管道O为研究对象. P O

P A

ON

D

B

(2)取斜杆BC为研究对象.

C B

RB

C

RC

约束力

RB

B (3)取水平杆 为研究对象 取水平杆AB为研究对象 取水平杆 为研究对象.

C AO

RC P XA

ND´ A D YA RB´ P AO

B

D

B

C (4)取整体为研究对象 取整体为研究对象. 取整体为研究对象

XA YA

D

B

C RC

约束力

画出下列各构件的受力图。 例2 画出下列各构件的受力图。

说明： 说明：三力平衡必汇交 当三力平行时， 当三力平行时，在无限 远处汇交， 远处汇交，它是一种特 殊情况。 殊情况。

约束力

尖点问题(摩擦忽略不计 摩擦忽略不计) 例3 尖点问题 摩擦忽略不计

约束力

销钉问题。试分别画出AC、 杆 销钉C及构架 例4 销钉问题。试分别画出 、BC杆、销钉 及构架 整体的受力图。 整体的受力图。 C 解： A FA C FCB’ A FA F FA A FCA’ F ’ C FCA F C FB F B FB FCB C

B

CB (AC杆含销C) (AC杆不含销C) (销钉C) (BC杆不含销C)

约束力

画出下列各构件的受力图。 例5 画出下列各构件的受力图。

O

C

E D Q A B

约束力

O

C

E Q D A B

约束力

练习1 练习 画出下列各构件的受力图

约束力

练习2 画出滑轮、 杆 杆和整体受力图。 练习 画出滑轮、CD杆、AB杆和整体受力图。 杆和整体受力图 1、研究滑轮 、

A D C

W

FAy

FAx

W2、研究CD杆 、研究 杆

B WFD

FC

约束力

FDA D C W B W WFAy

FC4、研究整体FAx

W AFDFBy

AF' Ay

CFBx

3、研究AB杆 研究AB杆 AB FC'

' FAx

FBy

CFBx

B W研究整体时， 研究整体时，不画物体间的内力

B

约束力

画受力图应注意的问题

1、不要漏画力 、

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， 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， 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。

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。 2、不要多画力 、 于受力体所受的每一个力， 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。

约束力

3、不要画错力的方向 、 约束反力的方向必须严格地按照约束的类型来画， 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。 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， 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。 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。

约束力

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。 一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不同， 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， 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。 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， 互协调，不能相互矛盾。 互协调，不能相互矛盾。 对于某一处的约束反力的方向一旦设定，在整体、 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。 7 、正确判断二力构件。 正确判断二力构件。

约束力

本章重点及难点1. 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： 平衡、刚体。 2. 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。 3. 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。 公理1 说明力的运算符合矢量运算法则， 公理1 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。 是力系合成与分解的基础。 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。 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。 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。 公理 公理5 提供了把变形体抽象为刚体模型的 公理 条件。 条件。