几种常见力和受力分析

工程力学知识点详细总结工程力学是研究物体受力和变形规律的学科，它是工程学的基础学科之一。

在工程实践中，我们经常需要对结构物体的力学特性进行分析和计算，以保证结构的安全可靠。

因此，工程力学的理论和方法在工程设计和施工中起着不可替代的作用。

本文以静力学、动力学和固体力学为主要内容，详细总结了工程力学的相关知识点。

一、静力学1.力的概念和分类力是引起物体产生加速度的原因，根据力的性质和来源可以将力分为接触力和场力。

接触力是通过物体的静止接触面传递的力，包括摩擦力、正压力和剪切力等；场力是由物体之间的相互作用所产生的力，包括重力、电磁力和引力等。

2.受力分析受力分析是研究物体受力情况的一种分析方法，通过分析物体受力的大小、方向和作用点，可以确定物体的平衡条件和受力状态。

在受力分析中，可以应用力矩平衡、受力图和自由体图等方法来分析物体的受力情况。

3.力的合成和分解力的合成和分解是将若干个力按照一定规律合成为一个合力，或者将一个力分解为若干个分力的方法。

通过力的合成和分解，可以简化受力分析的过程，求解物体的受力情况。

4.平衡条件平衡是指物体处于静止状态或匀速直线运动状态。

根据平衡的要求，可以得出物体的平衡条件，包括受力平衡和力矩平衡。

在分析物体的平衡条件时，可以应用力的合成和分解、力矩平衡等方法进行求解。

5.杆件受力分析杆件受力分析是研究杆件受力情况的一种分析方法，通过分析杆件受力的大小、方向和作用点，可以确定杆件的受力状态。

在杆件受力分析中，可以应用正压力、拉力和剪力等概念进行求解。

6.梁的受力分析梁是一种常见的结构构件，受到外部加载作用时会产生弯曲变形。

梁的受力分析是研究梁受力情况的一种分析方法，通过分析梁受到的弯矩和剪力的分布规律，可以确定梁的受力状态。

在梁的受力分析中，可以应用梁的静力平衡和弯矩方程等方法进行求解。

7.静力学原理静力学原理是研究物体力学特性的基本原理，包括牛顿定律、平衡条件和力的合成分解定理等。

物体的受力分析受力分析就是分析物体的受力，受力分析是研究力学问题的基础，是研究力学问题的关键。

受力分析的依据是各种力的产生条件及方向特点。

一.几种常见力的产生条件及方向特点。

1.重力。

重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，只要物体在地球上，物体就会受到重力。

重力不是地球对物体的引力。

重力与万有引力的关系是高中物理的一个小难点。

重力的方向：竖直向下。

2.弹力。

弹力的产生条件是接触且发生弹性形变。

判断弹力有无的方法：假设法和运动状态分析法。

弹力的方向与施力物体形变的方向相反，与施力物体恢复形变的方向相同。

弹力的方向的判断：面面接触垂直于面，点面接触垂直于面，点线接触垂直于线。

【例1】如图1—1所示，判断接触面对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。

图a中接触面对球无 弹力；图b 中斜面对小球 有 支持力。

【例2】如图1—2所示，判断接触面MO 、ON 对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。

水平面ON 对球 有 支持力，斜面MO 对球 无 弹力。

【例3】如图1—4所示，画出物体A 所受的弹力。

a 图中物体A 静止在斜面上。

b 图中杆A 静止在光滑的半圆形的碗中。

c 图中A 球光滑，O 为圆心，O ＇为重心。

【例4】如图1—6所示，小车上固定着一根弯成α角的曲杆，杆的另一端固定一个质图1—1a b 图1—2 图1—4a b c量为m 的球，试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向：（1）小车静止；（2）小车以加速度a 水平向右加速运动；（3）小车以加速度a 水平向左加速运动；（4）加速度满足什么条件时，杆对小球的弹力沿着杆的方向。

3.摩擦力。

摩擦力的产生条件为：（1）两物体相互接触，且接触面粗糙；（2）接触面间有挤压；（3）有相对运动或相对运动趋势。

摩擦力的方向为与接触面相切，与相对运动方向或相对运动趋势方向相反。

判断摩擦力有无和方向的方法：假设法、运动状态分析法、牛顿第三定律分析法。

【例5】如图1—8所示，判断下列几种情况下物体A 与接触面间有、无摩擦力。

工程力学中的力的分析方法工程力学是研究物体在力的作用下的平衡和运动规律的一门学科。

而力作为工程力学的核心概念之一，对于研究物体的运动以及结构的稳定性至关重要。

在工程力学中，有多种力的分析方法被广泛应用于解决各种力学问题。

本文将围绕这一主题介绍一些常见的力的分析方法。

一、受力分析法受力分析法是工程力学中最基本和常用的力的分析方法之一。

它主要通过分析物体所受到的外力和内力，确定物体所受力的大小、方向和作用点。

受力分析法的关键是建立力的平衡条件，即物体所受力的合力为零。

通过将物体分解为多个物体，分析每个物体所受的力和力矩，并应用平衡条件来求解未知力。

二、力的图解法力的图解法是一种直观的力的分析方法，利用图解的方法描述和分析力的大小和方向。

其核心思想是将力按一定比例画在力图上，通过力图上的几何关系和图形分析，求解力的大小、方向和作用点。

力的图解法常用于解决平衡问题，特别适用于具有多个力的复杂情况。

三、力的向量法力的向量法是一种用向量来描述和分析力的分析方法。

在力的向量法中，力被表示为具有大小和方向的箭头，箭头的长度表示力的大小，箭头的方向表示力的方向。

通过向量的代数运算，可以进行力的合成、分解和平衡的计算。

力的向量法常用于解决平面力系统和空间力系统的力学问题。

四、力的分解法力的分解法是将力分解为若干个互相垂直或平行的力，以便于进行力的分析和计算。

通过将力进行水平和垂直方向的分解，可以简化力的分析过程，求解未知力和力的合成。

力的分解法常用于解决斜面、梁和桁架等结构的力学问题。

五、力的刚体分析法力的刚体分析法是一种将物体整体看作刚体，并通过力的平衡条件对刚体进行力学分析的方法。

在力的刚体分析法中，物体被理想化为不受力作用的刚体，通过受力分析和力的平衡条件，求解物体上各个点的受力情况和力的大小、方向。

力的刚体分析法广泛应用于研究结构的稳定性和静力学问题。

综上所述，工程力学中的力的分析方法包括受力分析法、力的图解法、力的向量法、力的分解法和力的刚体分析法。

钢筋混凝土梁受力分析方法一、前言钢筋混凝土梁是建筑结构中常见的构件之一，其受力性能的分析是建筑结构设计过程中必不可少的一环。

本文将介绍钢筋混凝土梁的受力分析方法，包括受力特征、受力模型、受力计算等。

二、受力特征钢筋混凝土梁在受力过程中，主要受到以下力的作用：1. 自重力：钢筋混凝土梁本身具有一定的重量，自身重力会对其产生一定的影响。

2. 活载力：建筑结构中通常会承受来自人员、设备、货物等的活载力，这些力会对钢筋混凝土梁产生影响。

3. 温度变化：钢筋混凝土梁在受到温度变化时，会发生一定的伸缩变形，这也会对其产生一定的影响。

4. 地震力：在地震发生时，建筑结构中的钢筋混凝土梁会受到一定的地震力的作用。

因此，在进行钢筋混凝土梁的受力分析时，需要考虑以上因素的影响。

三、受力模型在进行钢筋混凝土梁的受力分析时，需要建立其受力模型。

受力模型通常分为以下两类：1. 离散模型离散模型是将钢筋混凝土梁看做由若干个单元组成的系统，每个单元之间存在一定的连接关系。

离散模型通常使用有限元方法进行求解，其求解过程中需要进行网格划分、单元选择、节点约束等操作。

2. 连续模型连续模型是将钢筋混凝土梁看做一个连续的整体，并对其进行数学建模，通常使用弹性力学理论进行求解。

连续模型通常需要考虑材料的弹性性质、截面形状、截面面积等因素。

四、受力计算在建立好钢筋混凝土梁的受力模型后，需要进行受力计算。

受力计算通常包括以下几个步骤：1. 确定受力情况在进行受力计算前，需要明确钢筋混凝土梁所受的力的大小和方向，以及受力点的位置。

2. 计算截面性质在进行受力计算前，需要计算出钢筋混凝土梁的截面性质，包括截面形状、截面面积、惯性矩等。

这些参数将作为受力计算的基础。

3. 计算内力在确定钢筋混凝土梁的受力情况和截面性质后，可以计算出其内力分布情况。

内力包括弯矩、剪力、轴力等。

4. 计算应力在计算出内力分布情况后，可以根据钢筋混凝土梁材料的弹性性质，计算出其应力分布情况。

第二讲 力与物体的平衡第一节 几种常见的力力是物体与物体之间的相互作用，日常生活中的物体间往往存在着力的作用。

常见的力有重力、弹力和摩擦力。

一、重力重力即地球表面的物体由于地球的吸引而受到的力，地球表面任何物体部受到重力的作用，重力的方向是竖直向下或者表达为垂直于水平面向下，重力的大小与物体质量成正比，可用公式表示为G mg =，其中g 为比例系数。

通常情况下g 取9.8N/kg ，粗略计算中可以取10N/kg g =。

但值得注意的是，地球上不同位置的g 的值不尽相同，g 的值随着纬度的升高而变大，赤道处的g 最小，约为9.780N/kg ，两极处的g 最大，约为9.832N/kg ，因此，同一物体在极地和在赤道所受重力大小是不同的。

物体各个部分都受到重力作用，各部分重力的作用点分散在物体各个部位，物体所受到的总重力可以等效地认为作用在某一点，该点即为物体的重心。

对于质量分布均匀、形状规则的物体，重心的位置在它们的几何中心。

如图4.1所示的C 点即为常见均匀几何体的重心。

对于形状不规则、质量分布不均匀的薄板型物体，可以用悬挂法来确定重心的位置。

下面介绍计算物体重心位置的方法：1．两个物体的重心如图4.2所示，设两物体的质量分别为1m ，2m ，它们重心之间的距离为L ，这两个物体所受的总重力()12m m g +的等效作用点即为两物体组成的系统的重心。

若以不计质量的轻细杆将1m ，2m 连接，再支起轻杆使其水平平衡，则支点即为物体的等效重心。

设1m ，2m 的重心到系统重心C 的距离分别为1x ，2x ，则12x x L +=，由杠杆平衡条件可得1122m gx m gx =，解得2112m x L m m =+，1212m x L m m =+。

可见，两物体重心的位置必在两物件各自重心的连线上，且两物体的重心距离系统重心的距离与物体质量成反比，即系统重心离质量较大的物体较近。

2．几个物体的重心现在我们讨论由处于同一平面内的几个物体纽成的系统的重心。

专题2：三种不同性质的力——弹力、重力和摩擦力【考点概览】弹力、重力和摩擦力是物理学中三种最基本的力，是初中物理学习最基础的力学知识，只有透彻理解这三种常见力，才能对物体的运动形式作出正确的分析和判断，为以后学习其他力学知识的学习打下良好的基础。

【知识点精析】1、弹力、重力和摩擦力的比较：2、重心——重力的作用点：（1）重心的确定:①形状规则、质量分布均匀物体重心就在物体的几何中心上；②质量分布不均匀的物体的重心与物体的形状、质量分布有关：形状不规则薄板形物体的重心，可用悬挂法确定。

③物体的重心可在物体上，也可在物体外；（2）重心与稳定的关系：重心越低或者支面越大，稳定程度越高。

3、弹力的应用——弹簧测力计（1）原理：在弹性范围内，弹簧的形变量与受到拉力的大小成正比。

（2）使用方法：①测量前认清弹簧测力计的量程和分度值；②测量前检查、调整使弹簧测力计的指针指在零刻度线上；③测量时，被测力的方向应与弹簧测力计方向保持一致，避免弹簧跟测力计外壳摩擦造成较大的测量误差；④读数时，眼睛与指针相平，不能仰视或俯视。

注意：①弹簧的形变量与受到拉力的大小成正比，是形变量，而不是弹簧长度。

②其他弹力，可以通过运动情况，根据平衡条件来计算。

4、静摩擦力的理解：两个相对静止的物体之间有相对运动趋势（将要运动）时产生的摩擦力是静摩擦力，它是一种被动力，其作用是与使物体产生运动趋势的力（即外力）相平衡，所以取值范围内是根据物体的“需要”取值，与正压力、接触面的粗糙程度无关。

因此说静摩擦力会随外力的变化而变化，直到达到最大静摩擦力。

例如：用水平向左的1N的力推静止在物体A，物体未动，此时物体受到的摩擦力为1N；增大推力到5N，物体仍未动，此时物体受到的摩擦力为5N；推力增大到10N，物体A刚好运动，此时受到的摩擦力是最大静摩擦力，为10N。

5、判断摩擦力是否存在和大小、变化（1）根据摩擦力产生的条件来判断摩擦力是否存在：接触并挤压、有相对运动或者有相对运动的趋势、接触面粗糙，三者缺一不可（只要题目中已知接触面光滑，就认为没有摩擦力）。

专题12 三种常见的力及其作用效果【核心考点讲解】一、力的三要素及作用效果1、力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的。

（1）一个力的产生一定有施力物体和受力物体，且同时存在。

（2）单独一个物体不能产生力的作用。

（3）力的作用可发生在相互接触的物体间，也可以发生在不直接接触的物体间。

2、判断力的存在可通过力的作用效果来判断。

（1）力可以改变物体的运动状态。

（运动状态的改变是指物体的快慢和运动方向发生改变）举例：用力推小车，小车由静止变为运动，守门员接住飞来的足球。

（2）力可以改变物体的形状。

举例：用力压弹簧，弹簧变形，用力拉弓弓变形。

3、力的单位：牛顿（N）4、力的三要素：力的大小、方向、作用点，称为力的三要素，它们都能影响力的作用效果。

5、力的表示方法：画力的示意图。

在受力物体上沿着力的方向画一条线段，在线段的末端画一个箭头表示力的方向，线段的起点或终点表示力的作用点，线段的长表示力的大小，这种图示法叫力的示意图。

二、三种常见的力1、弹力（1）弹性：物体受力发生形变不受力自动恢复原来形状的特性；塑性：物体受力发生形变不受力不能自动恢复原来形状的特性。

（2）定义：物体由于发生弹性形变而产生的力。

（例如：压力，支持力，拉力）（3）产生条件：发生弹性形变。

（4）弹簧测力计①测量力的大小的工具叫做弹簧测力计。

②弹簧测力计（弹簧秤）工作原理：在弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比。

即弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长就越长。

③使用弹簧测力计的注意事项：A、观察弹簧测力计的量程和分度值，不能超过它的测量范围，否则会损坏测力计。

B、使用前指针要校零;如果不能调节归零，应该在读数后减去起始末测量力时的示数，才得到被测力的大小。

C、测量前，沿弹簧的轴线方向轻轻来回拉动挂钩几次，放手后观察指针是否能回到原来指针的位置，以检查指针、弹簧和外壳之间是否有过大的摩擦。

D、被测力的方向要与弹簧的轴线的方向一致，以免挂钩杆与外壳之间产生过大的摩擦。

第二章相互作用力与平衡§2.1 常见的三种力及受力分析基础知识：一、力1、定义：力是物体之间的相互作用。

2.力的作用效果：使物体发生形变或使物体的运动状态发生变化。

3.力的三要素：大小、方向、作用点。

4、力的性质（1）物质性：力不能脱离物体而存在。

“物体”同时指施力物体和受力物体。

（2）相互性：力的作用是相互的。

（3）矢量性：力是矢量，即有大小，又有方向。

5、力的分类：⑴按力的性质分：可分为重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。

⑵按力的效果分：可分为压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等。

6、表示力的方法：力的图示或力的示意图。

二.重力1、定义:由于地球的吸引而使物体受到的力。

2、大小：G=mg3、方向：竖直向下。

地面上处在两极和赤道上的物体所受重力的方向指向地心，地面上其他位置的物体所受重力的方向不指向地心。

4、重心：因为物体各个部分都受到重力作用，可认为重力作用于一点即为物体的重心。

⑴重心的位置与物体的质量分布和几何形状有关⑵重心不一定在物体上，可以在物体之外。

5、不同星球表面g值一般不同。

三.弹力1、定义：直接接触的物体间由于发生弹性形变而产生的力，这是由于要恢复到原来的形状，对使它发生形变的物体产生的力。

2、产生条件：直接接触、弹性形变3、弹力方向的确定：（1）压力、支持力的方向：总是垂直于接触面，指向被压或被支持的物体。

（2）绳的拉力方向：总是沿着绳，指向绳收缩的方向。

（3）杆子上的弹力的方向：可以沿着杆子的方向，也可以不沿着杆子的方向。

（4）弹簧的弹力方向：可拉伸可压缩4、弹力大小的确定F⑴弹簧在弹性限度内，遵从胡克定律即kx⑵同一根张紧的轻绳上拉力处处相等。

⑶弹力一般根据物体的运动状态，利用平衡知识或牛顿第二定律求解。

四.摩擦力1.静摩擦力①产生：两个相互接触的物体，有相对运动趋势时产生的摩擦力。

②作用效果：总是起着阻碍物体间相对运动趋势的作用。

③产生条件：a ：相互接触且发射弹性形变b ：有相对运动趋势c:接触面粗糙④大小：根据平衡条件求解或牛顿运动定律求解。

受力分析的基本方法和原则对物体进行受力分析这看似微不足道的一步，其实是处理力学问题乃至所有涉及力和运动的综合问题中至关重要的一步，能否正确分析出研究物体的受力，将直接影响到后续解题过程的展开以及最终结果的正确性。

那么，怎样才能走好这第一步呢？一、受力分析的一般步骤先来回顾一下各种常见力的特点。

重力：由于地球的吸引而使物体受到的作用力。

地球表面附近的一切物体都要受到重力的作用。

因此，只要研究的对象是实际物体，重力就肯定存在。

弹力：相互接触的物体间才会产生弹力，但接触不一定有弹力，只有当接触处存在弹性形变时，弹力才会出现。

摩擦力：弹力存在是摩擦力存在的前提，因此摩擦力的分析应该放在弹力之后。

两个相互挤压的物体间若有相对滑动，则它们之间会出现滑动摩擦力；两个相互挤压的物体间若有相对滑动的趋势，则它们间会出现静摩擦力。

如果研究的物体处在更为复杂的环境中，如周围有某种液（气）体、电场或者磁场，那么还要分析物体是否受到浮力、阻力、电场力或磁场力等的作用。

综上所述，可以将受力分析的一般步骤归纳为：重力肯定有；弹力看四周，形变就存在，不形变则没有；分析摩擦力，看看运动否？趋势也可以；复杂环境中，不忘电磁浮。

但要注意，这几句话中的“形变”指“弹性形变”，“运动”指“相对运动”。

为了方便记忆，甚至可以将上述几句话进一步精简为二十字的口诀：重力肯定有，弹力看四周，分析摩擦力，不忘电磁浮。

二、受力分析的基本原则初步分析之后，如果能对照受力分析的基本原则换个角度检查一下分析结果的正确性，这样才能做到万无一失。

两个基本原则依次为：（1）每个力都必须有施力物体；（2）受力情况必须和物体的运动状态相吻合。

例：有人认为“物体以某一初速冲上光滑的斜面后，物体在上滑过程中受到沿斜面向上的冲力作用，在下滑过程中受到沿斜面向下的下滑力作用。

”解：物体在全过程中只受到重力和斜面对它的支持力两个力的作用，在上滑过程中物体并没有受到沿斜面向上的冲力作用，之所以能冲上斜面，是因为具有初速度，不要把物体的这种惯性表现当作一个力；在下滑过程中物体也没有受到沿斜面向下的下滑力的作用，之所以下滑，是因为重力产生了一个使物体向下滑动的效果。

受力分析知识点总结一、受力的类型在受力分析中，一般存在以下几种类型的受力：1.压力：当物体受到的力是沿着物体内部某个截面方向的力时，我们称之为压力。

压力的方向垂直于该截面。

2.拉力：当物体受到的力是沿着物体内部某个截面方向的拉力时，我们称之为拉力。

拉力的方向与该截面的方向一致。

3.剪力：当物体受到的力是沿着物体内部某个截面方向的横向力时，我们称之为剪力。

剪力的方向垂直于该截面。

4.弯矩：当物体受到的力是沿着物体内部某个截面方向的弯曲力时，我们称之为弯矩。

弯矩的方向垂直于该截面。

二、受力的计算方法在受力分析中，我们需要了解如何计算受力的大小和方向。

在实际问题中，受力的计算一般通过力的合成、力的分解、力的平衡等方法进行。

这些方法为我们提供了确定受力的计算手段。

1.力的合成：当一个物体受到多个力的作用时，我们可以利用力的合成将这些力合成为一个合力，从而求出合力的大小和方向。

2.力的分解：当我们需要求出一个力在某个特定方向上的分力时，可以利用力的分解将该力分解为在该方向上的分力和垂直于该方向的分力。

3.力的平衡：在力的平衡条件下，物体所受的所有外力合成为零。

通过力的平衡条件可以求解物体所受的未知力的大小和方向。

三、力的平衡条件力的平衡条件是受力分析的基本原理之一。

在受力分析中，我们常常通过力的平衡条件来求解物体所受的未知力的大小和方向。

根据力的平衡条件，物体所受的所有外力合成为零，即：$$\Sigma F=0$$其中，ΣF表示物体所受的所有外力的合力。

在一般情况下，力的平衡条件可以分解为平衡条件关于x轴的平衡条件和平衡条件关于y轴的平衡条件，即：$$\Sigma F_x=0$$$$\Sigma F_y=0$$通过力的平衡条件，我们可以求解物体所受的未知力的大小和方向，从而为工程设计和研究提供有力依据。

四、结构的受力分析在工程实践中，我们常常需要对结构进行受力分析，以确定结构的受力情况和安全性。

在结构的受力分析中，我们需要了解结构的受力构件、结构的受力平衡条件、结构的受力分析方法等知识点。