单个物体的受力分析

(1)受力分析中的几个基本概念

在解决力学问题时,首先需要确定物体系统或者系统中的某个物体都受到哪些力的作用,以及每个力的作用位置和方向,然后再用图的形式形象、直观、正确地表达出物体的受力情况。前者称为 受力分析 ,后者叫作 画受力图 。正确地受力分析是画受力图的关键,也是进行力学计算的依据。

对于非自由体,其上所承受的力分为两大类:一类是主动力,另一类是约束反力。主动力一般情况下都是已知的,约束反力的大小都是未知的,方向有的已知有的未知。

在工程实际中,一般都是几个构件或杆件相互联系在一起。因此,需要首先明确对哪一个物体进行受力分析,即明确研究对象。为了准确地反映物体的受力情况,必须把需要研究的物体(即受力体,又叫研究对象)从与它相联系的周围物体(即施力体)中分离出来,单独画出它的简图,这个被分离出来的研究对象称为 脱离体 ,这个过程称为选取研究对象或取分离体。在脱离体上画出周围物体对它的全部作用力包括主动力和约束反力,所得到的图形,称为 物体的受力图 

(2)绘制受力图的步骤

绘制受力图的基本步骤是:

第一步:选取研究对象(又叫取隔离体)。即将所研究的物体在解除约束后从物体系统中分离出来,单独画出这个物体的结构简图或轮廓图。

第二步:画主动力。画出作用于研究对象上的全部主动力,通常主动力是已知的。

第三步:画约束反力。根据相应的约束类型画出作用于研究对象上的全部约束反力。

(3)绘制物体受力图时的注意事项:

①不要漏画力

必须清楚所选取的研究对象(受力物体)与周围哪些物体(施力物体)有接触,在接触点处均可能有约束反力。

②不要多画力

在画受力图时,一定要分清施力物体与受力物体,切不可将研究对象施加给其他物体的力画在该研究对象的受力图上。

当研究对象包含两个或两个以上物体时,注意其受力图上只画外力不画内力。

③不要画错力的方向

已知力必须按题上的已知情况去画——照抄,切不可随意改动。约束反力的方向必须严格按照约束的性质确定,不能凭主观感觉猜测。在两物体相互连接处,注意两物体之间作用力与反作用力的等值、反向、共线关系。

特别提示: 通常约束反力的大小和方向都是未知的,为了保证我们所画出的约束反力的 正确性,画约束反力时要经过三问:一问何处有约束?二问该处属于何种约束类型?三问这 种约束的约束反力如何画?

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