2 受力分析 2.3 物体的受力分析和受力图

在解决任何力学问题时，第一步也是最关键的一步，就是对研究对象进行受力分析并画出受力图。以下四个基本概念是本章的理论基石：

为确保受力图绘制不重不漏、准确规范，请严格遵循以下步骤：

① 选定对象，取分离体 ──> ② 真实画出全部主动力 ──> ③ 依约束类型画约束反力 ──> ④ 标注力矢四要素 ──> ⑤ 检查“只画外力、莫漏莫多”

第一步：确定对象，取分离体。根据题意选定研究对象，解除其全部约束，单独画出其力学简图。
第二步：画出全部主动力（已知力）。如集中力、分布载荷等，在画图时可利用力或力系的等效变换合理改变力的作用位置。
第三步：画出全部约束反力（未知力）。
- 柔索和光滑接触面：约束反力的方向和指向是确定的，必须严格按物理特性绘制。
- 其他约束（如铰链）：通常无法预先确定方位，一般需要先自行假定指向。
第四步：标注力矢要素。受力图上必须清晰标明每个力的作用位置、方位、指向和名称。
- ⚠️ 一致性原则：同一个力在系统内不同研究对象的受力图上，表示必须完全一致。
第五步：严格合规性检查。
- 受力图上只画研究对象所受的全部外力，绝不画已被解除的约束，也绝不画内力。
- 必须保证**“每画一个力都要有来源”**（有接触才有约束力，或者属于场力如重力），做到不漏力、不画多余力。

在多构件组合的复杂工程结构中，掌握以下技巧能极大地简化分析：

技巧 1：巧妙应用“三力平衡汇交定理”
- 对于像简支梁 AB 这样在三力作用下平衡的构件，若主动力 $F$ 与可动铰反力 $F_B$ 的作用线交于 D 点，则固定铰 A 处的反力 $F_A$ 作用线必沿 AD 连线。这可省去将 A 处反力拆分为两个分力的麻烦。
技巧 2：快速识别“二力构件”（二力体）
- 若某构件不计自重，且仅在两点受力并处于平衡状态（如不计自重的三角钢架中的直支柱），该构件即为二力构件。
- 受力特征：两点处的约束反力必沿这两点的连线，且等值、反向、共线。
技巧 3：节点荷载的归划
- 当主动力作用于两个构件的连接节点时（如力作用在三角钢架两杆交汇的销钉上），为简化分析，通常将其归划到其中某一个构件上，避免重复计算。
技巧 4：系统整体受力图中的“内力”处理
- 当取整个结构（系统）为研究对象时，内部各构件之间的相互作用力属于内力。
- 内力总是成对出现、等值反向共线，在系统内部构成平衡力系，不影响系统的整体运动，因此在系统整体受力图上绝对不画内力。

在线上学习平台进行受力分析练习时，很多同学常犯一个经典错误：在分析由 AC 杆和 BC 杆铰接成的“整体三角钢架”时，他们习惯把 C 处销钉内部的相互作用力也画在整体受力图上。

请结合本节所学的“内力与外力”的关系，思考：