受力分析和受力图.docx

第 3 周（第 1、2 讲）
课 题 受力分析与受力图 课 型 新授课
1、 会根据约束的类型分析物体的受力情况。
教学目标
2、 会熟练地画简单物体的受力图。
教学重点 受力分析
教学难点 画受力图
教学手段 多媒体教学
【教学过程】：
复习导入：在工程实际中， 常常需要对结构系统中的某一物体或几个物体进行力
学计算。首先要确定研究对象， 然后对它进行受力分析。 即分析研究物体受那些
力的作用，并确定每个力的大小、方向和作用点。即：
1、研究对象： 我们把所研究的物体称为研究对象。
为了清楚地表示物体的受力情况， 需要把所研究的物体从与它相联系的周围
物体中分离出来，单独画出该物体的轮廓简图，使之成为 分离体，即：
2、分离体： 解除约束后的自由物体。
3、受力图： 在分离体上画上它所受的全部主动力和约束反力，就称为该物体的
受力图。
4、内力与外力
如果所取的分离体是由某几个物体组成的物体系统时， 通常将系统外物体对
物体系统的
作用力称为 外力，而系统内物体间相互作用的力称为 内力。
注意：画受力图时一定要分清内力与外力，内力总是以等值、共线、反向的
形式存在，故物体系统内力的总和为零。 因此，取物体系统为研究对象画受力图
时，只画外力，而不画内力。
5、画受力图是解平衡问题的关键，画受力图的一般步骤为：
１）根据题意确定研究对象，并画出研究对象的分离体简图。
２）在分离体上画出全部已知的主动力。
３）在分离体上解除约束的地方画出相应的约束反力。
注意： 画受力图时要分清内力与外力，
6、下面举例说明受力图的画法。
1 重量为 G 的均质杆 AB ，其 B 端靠在光滑铅垂墙的顶角处， A 端放在光滑的水平面上，在点 D 处
用一水平绳索拉住，试画出杆 AB 的受力图。
解：１、选ＡＢ为研究对象
２、在Ｃ处画主动力Ｇ
３、画约束反力
例 2 图１－１７ a 所示的三铰拱桥由左、 右两拱通过三铰链连接而成。 在拱 AC
上作用有载荷 Ｆ P，两拱自重不计，试分别画出拱 AC 和拱 BC 的受力图。
3、 图１－１８ a 是曲柄滑块机构，图１－１８ c 是凸轮机构。试分别画出两图中滑块及推杆的受力图，并进行比较。
例１１、 如图 1-15a 所示，水平梁 AB 用斜杆 CD 支承， A、C、 D 三处均为
光滑铰链连接。匀质梁 AB 重 G1 ，其上放一重为 G2 电动机。若不计斜杆 CD
自重，试分别画出斜杆 CD 和梁 AB （包括电动机）的受力图。
解： (1) 斜杆 CD 的受力图取斜杆 CD 为研究对象，由于斜杆 CD 自重不计，
并且只在 C、D 两处受铰链约束而处于平衡，因此斜杆 CD 为二力构件。斜杆
CD 的约束反力必通过两铰链中心 C 与 D 的连线，用 FC 和 FD 表示。如图 1-15b
所示。
梁 AB 的受力图取梁 AB（包括电动机）为研究对象，梁 AB 受主动力
G1 和 G2 的作用。在 D 处为铰链约束，约束反力 F'D 与 FD 是作用与反作用的
关系，且 F'D=-FD 。A 处为固定铰链支座约束，约束反力用两个正交的分力 FAx
和 FAy 表示，方向可任意假设。如图 1－15c 所示。
小 结：受力图 在解除约束的分离体简图上， 画出它所受的全部外力的简图，
称为受力图。
画受力图时应注意：谁是受力物体，谁