力的基本性质及其在物体平衡中的应用

公理一　二力平衡公理

刚体若仅受两力作用而平衡，其必要与充分条件为：这两个力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。如图1-1-10所示，重物G作用在支架C点处于平衡状态，则AC会受到拉力FC、支撑力FA两个反向力的作用，而BC则会受到压力FC′、支撑力FB两个方向力的作用，所以杆AC和BC处于二力平衡。

图1-1-10　支架二力平衡

注意：自然界的物体有刚性物体，也有柔性物体。柔性物体受压时，不能保存平衡状态，因此柔性物体不适应二力平衡公理，如图1-1-11所示。

图1-1-11　刚性物体与柔性物体受力

公理二　加减平衡力系公理

在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系，不会改变原力系对刚体的作用效应。

推论1　力的可传性原理

作用在刚体上A点的力F，可沿其作用线移到刚体上任一点（如B点，作用力为F1），不会改变对刚体的作用效应 ，如图1-1-12所示。

图1-1-12　力的可传性原理

公理三　力的平行四边形公理(https://www.xing528.com)

作用于物体同一点A上的两个力F1、F2可以合成为一个合力FR，合力也作用于该点，其大小和方向由以这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线所确定，即合力矢等于这两个分力矢的矢量和，即 F =F1+F2，如图1-1-13所示。

图1-1-13　力的平行四边形公理

推论2　三力平衡汇交定理

物体受三个力F1、F2、F3作用而平衡时，此三个力作用线的延长线必交汇于一点O，如图1-1-14所示。

图1-1-14　三力平衡汇交定理

公理四　作用力与反作用力公理

两个物体间的作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，作用线相同，并分别作用于这两个物体。如图1-1-15所示，桌子对物体的支持力F与物体对桌子的压力F′是一对作用力与反作用力。

图1-1-15　作用力与反作用力公理

注意：（1）力总是成对出现的。有作用力，必有反作用力。

（2）作用力和反作用力大小相等，方向相反，是分析物体之间受力的基本原则。

（3）作用力与反作用力分别作用在两个物体上，因此不能相互平衡。