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第一章 静力学基础 §1-1 静力学的基本概念
一 力的概念
1. 力：是物体间的相互机械作用。
2. 力的作用效果：使物体的运动状态发生变化，也可以使物体发生变形。 3. 力的三要素：力的大小、方向 、作用点。 （1）力的大小反映了力的强弱。
（2）力的方向反映了力的作用线在空间的方位和指向。
（3）力的作用点是物体相互作用位置的抽象化。只要改变其中任何一个要素，力对物体的作用效应也会随之改变。
4．理解力的概念应该注意以下几点：力不能脱离物体而独立存在。有力存在，就一定有施力物体和受力物体。
(1)力总是成对出现，即有作用力，就必有其反作用力存在。 (2)力是矢量，对物体的作用效应取决于力的三要素。
(3)力使物体运动状态发生变化的效应称为力的外效应，使物体产生变形的效应称为力的内效应。静力学只研究力的外效应，材料力学研究力的内效应。
5.力的单位：力的单位为牛顿，符号是N，工程力学中常用KN，1KN=1000N。 6力的表示：力的三要素可用带有箭头的有向线段（矢线）来表示。线段的长度（按一定比例画出）表示力的大小，箭头的指向表示力的方向，线段的起始
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点或终止点表示力的作用点。通过力的作用点，沿力的方向的直线，叫做力的作用线。用（F）表示。
二 刚体：在力的作用下形状和大小都保持不变的物体称为刚体。
刚体是一个抽象化的力学模型，在一定的条件下可以把物体抽象为刚体。在自然界中，绝对的刚体实际上是不存在的。
三 平衡：是指物体相对于地球保持静止或做匀速直线运动状态。平衡是物体机械运动的特殊情况，平衡是相对的。静止或平衡总是相对于地球而言的。
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§1-2 静力学公理
公理1：二力平衡公理：刚体只受两个力作用而处于平衡状态时，必须也只须这两个力的大小相等，方向相反，且作用在同一条直线上。
二力平衡公理是力学最简单力系平衡的必要和充分条件，是研究力系平衡的基础。但是它只适用于刚体，对于非刚体，只是必要的，不是充分的，即并非满足受等值，反向，共线的作用力就平衡。
图1-2
二力杆：只有两个着力点而处于平衡的构件，称为二力构件。当构件呈杆状时，称为二力杆。
二力杆受力特点：所受二力必沿其两作用点的连线。在图1-2中的CD杆就是二力杆，二力等值，反向，共线。
公理2：加减平衡力系公理：作用在已知力系的刚体上，加上或减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效果。
推论：力的可传性原理： 作用于刚体上某点的力，可沿其作用线移到刚体上任意一点，而不改变该力对刚体的作用效果。（只适用于刚体）
图1-3
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公理3：力的平行四边形公理：作用于物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力也作用于该点上。合力的大小和方向，用这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线确定。
图1-4
求F1和F2两力的合力，可以用一个矢量式表示如下：F=F1+F2
推论：三力平衡汇交定理：若作用于物体同一平面上的三个互不平行的力使物体平衡，则它们的作用线必汇交于一点。证明：
(1)如图1-5所示：设物体上A B C 三点有共面且互不平行的三个力
F1，
F2，F3作用，使物体平衡。
(2)根据力的可传性原理，将其中任意二力分别沿其作用线移到它们的交点O上，然后根据力的平行四边形公里，可得合力F，则力F3应与力F平衡。
图1-5
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(3)根据二力平衡公里，F与F3必在同一直线上，所以F3必通过O点，于是
F1，F2，F3均通过O点。
公理4：作用与反作用公理：两个物体间的作用力与反作用力总是成对出现，且大小相等，方向相反，沿着同一直线，分别作用在这两个物体上。
图1-6
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中职段-工程力学教案完成版-原稿
