1.3 物体的受力分析
分离体与受力图的绘制
重要程度：9 分
<h2>1.3 物体的受力分析</h2>
<h3>一、分离体与受力图的绘制</h3>
<p><strong>1. 分离体：</strong>将研究对象从周围环境中分离出来，单独画出其简图，称为分离体。</p>
<p><strong>2. 受力图：</strong>在分离体上画出所有作用在其上的外力（包括主动力和约束反力），这样的图形称为受力图。</p>
<h4>步骤：</h4>
<ol>
<li>确定研究对象，将其从周围环境中分离出来。</li>
<li>画出分离体的简图。</li>
<li>在分离体上标出所有作用在其上的主动力。</li>
<li>根据约束类型，画出相应的约束反力。</li>
</ol>
<h4>常见约束及其反力：</h4>
<ul>
<li><strong>光滑接触面约束：</strong>反力垂直于接触面，指向分离体。</li>
<li><strong>光滑铰链约束：</strong>反力通过铰链中心，方向未知，通常分解为两个正交分量。</li>
<li><strong>固定端约束：</strong>反力包括一个水平分力、一个竖直分力和一个力偶矩。</li>
<li><strong>柔性绳索约束：</strong>反力沿绳索方向，拉力指向分离体。</li>
</ul>
<h4>例题：</h4>
<p><strong>例1：</strong>如图所示，一根均匀杆AB重W，A端用光滑铰链固定，B端用水平绳索BC拉住，杆处于平衡状态。试画出杆AB的受力图。</p>
<ol>
<li>确定研究对象：杆AB。</li>
<li>画出分离体的简图：画出杆AB的简图。</li>
<li>标出主动力：杆的自重W，作用在杆的重心处，方向竖直向下。</li>
<li>画出约束反力：
<ul>
<li>A端的光滑铰链约束：反力可以分解为水平分力 \( F_{Ax} \) 和竖直分力 \( F_{Ay} \)。</li>
<li>B端的水平绳索约束：反力 \( F_B \) 沿绳索方向，水平向右。</li>
</ul>
</li>
</ol>
<p>最终受力图如下：</p>
<pre>
A
/ \
/ \
/ \
F_Ax B
| |
| F_B
| |
F_Ay W
</pre>