第1章靜力學基礎本章學習要點靜力學基本概念靜力學公理約束和約束反力物體的受力分析和受力圖1.1靜力學基本概念

力是物體間的相互機械作用，這種作用的效應是使被作用物體的運動狀態發生變化，同時使該物體發生變形。

1.1.1力的概念

力對物體作用的效應決定于三個要素，即力的大小、力的方向和力的作用點，簡稱為力的三要素。

國際單位制（SI制）中，力的單位為N，或kN，其中1kN=103N。

剛體是指在任何情況下都不會變形的物體。這一特征表現為剛體內任意兩點的距離永遠保持不變。它是人們在研究客觀世界時，把實際物體經過抽象化所得到的理想模型。

1.1.2剛體的概念

在靜力學中，所研究的物體只限于剛體，故靜力學又稱為剛體靜力學。變形體問題將在變形體力學如材料力學、彈性力學以及流體力學等學科中研究。應該指出的是，一切變形體平衡問題的研究都是以剛體靜力學的理論為基礎的。

力系是指作用于剛體上的一群力。根據力的作用線分布情況的不同，力系可分為平面力系和空間力系。各力作用線位于同一平面內的力系稱為平面力系；各力作用線不在同一平面內的力系稱為空間力系。

1.1.3力系和平衡的概念

物體的平衡是指物體相對于慣性參考系保持靜止或作勻速直線運動的狀態。平衡是物體機械運動的一種特殊形式。但是，在宇宙中沒有絕對的平衡，一切平衡都是相對的、暫時的。

1.2靜力學公理公理1二力平衡公理作用在剛體上的兩個力（如F1和F2），使剛體保持平衡的充要條件是：這兩個力的大小相等，方向相反，且作用在同一直線上。即F1＝－F2。

公理2力的平行四邊形法則作用在物體上同一點的兩個力，可以合成為一個合力。合力的作用點也在該點，合力的大小和方向由以這兩個力為鄰邊構成的平行四邊形的對角線確定。

公理3加減平衡力系原理

在已知力系上加上或減去任意平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用。

推論1力的可傳遞性作用于剛體的二力，若矢量相等，且作用線重合，則它們各自對剛體單獨作用的效果完全相同。

推論2三力平衡匯交原理

作用于剛體上的三個力使剛體處于平衡時，若其中二力的作用線相交，則第三個力的作用線也必交于同一個點，且此三力必共面。

公理4作用力與反作用力公理

任何兩個物體間的作用，總是大小相等、方向相反，沿同一作用線分別作用在兩個物體上。

公理5剛化公理

變形體在某一力系作用下處于平衡，如將此變形體剛化為剛體，則平衡狀態不變。

1.3約束和約束反力1.3.1具有光滑接觸表面的約束

位移不受限制的物體稱為自由體。限制某物體位移的周圍物體稱為對該物體的約束；位移受到限制的物體稱為非自由體；約束對物體的作用稱為約束反力。約束反力的方向一定與約束所能限制物體位移的方向相反。具有光滑接觸表面的約束對物體的約束反力必然作用在接觸點處，作用線沿著接觸面的公法線方向，且指向被約束物體。

柔性約束指由不可伸長的繩索、皮帶和鏈條等柔性物體形成的約束。這類約束的特點是能承受拉力，對壓縮和彎曲承受能力差。這種特性決定了柔性約束的約束反力只能是沿柔性體的軸線而背離被約束物體的拉力。

1.3.2柔性約束

1.3.3光滑鉸鏈約束

徑向軸承（向心軸承）下圖所示為徑向軸承裝置，軸可在孔內任意轉動，也可以沿孔的