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1.物理和结构中，关于力的概念 物理中，力被定义为：使物体改变运动状态（产生加速度）的一种作用，物体的加速度为零，力就为零。在初等物理上，当物体静止或作匀速直线运动时，加速度为零，就认为没有力的作用。物体静止或作匀速直线运动叫做平衡状态，如果进一步分析，物体处于平衡时，实际上是有力作用在物体上的，只是所有作用力的合力为零。比如说，物体作匀速直线运动，是由于推动物体加速的主动力和阻止物体加速的阻力相等而造成的。 如果物体的初速度为零，也就是处于静止状态。这也是因为作用在该物体上的合力为零而产生的。这时，作用在物体上的力就叫做平衡力系。与此相对应的概念就是力矩。它是物体发生转动的一种作用。物体的角加速度为零，则作用在物体上的合力矩为零。如果物体的初角速度为零，则物体处于不转动的状态。 当作用在物体上的合力及合力矩都为零，且物体静止时，就是我们结构中要讨论的受力状态。它是牛顿第二定律的一种特殊情况。从这个意义上说，结构上的力和物理上的力是相通的，并没有什么矛盾。
2.为什么结构的受力状态是平衡力系（包括力矩平衡）？ 这是因为我们所说的结构，主要是指在外力作用下不发生移动和转动的承力体。也就是说，结构的工作状态是静止状态。比如桥梁，在重物和桥墩的共同作用下，桥面既不移动，也不转动；凳子在人体重量和地面支撑力的共同作用下，凳子既不移动，也不转动。为什么 结构的工作状态是静止状态呢？是因为外力（包括力矩 下同）是平衡力系。 请大家特别注意：作用在结构上的外力，是指施力体施加给结构的作用力和支撑体对结构提供的支持力（材料力学中叫做支反力，理论力学中称为约束力，为了规范，以下我们统一叫做支反力。）的总合。
3.“受力结构”和物理中的“受力物体”一样吗？ 不一样。物理中的受力物体，是不变形的刚体。而受力结构则是可变形的固体。这就是二者最根本的区别。由这一区别出发，就带来了材料力学和物理上讨论的力学的不同。这里有这里的基本事实，我们必须承认它。如果硬要用物理上的刚体概念来理解结构的受力，这显然是不合适的。 结构受力的基本事实是：不同形式外力（平衡力系）作用——结构产生不同的变形——结构产生内力抵抗变形——外力越大，变形越大，内力也就越大——变形增大到一定程度，内力不再增加，导致结构破坏。这就出现了结构的强度问题。这也是工程结构要解决的主要问题之一。外力是因，变形、内力是果。因果不能颠倒。
4.物理上的拉力、压力和结构上的拉力、压力有什么区别？ 在物理上经常是把指向物体外部，拉动物体移动的力称为拉力，把指向物体，推动物体运动的力称为压力，或叫推力。当两个向外拉的力平衡，物体不动时，就叫做“两个拉力大小相等，方向相反，作用在一条直线上”。（压力的叙述与此相似），它是从力的指向来界定的，和变形无关，并且是对单个力来讲的，不是以平衡力系来界定的。 在物理上，根据等效原理，作用在物体右端的拉力，可以沿作用线移动到左端而变为压力。它们的效果都是一样的。 而在结构上，外力是指一个平衡力系，并且是和变形相对应的。在这里，拉力是指作用在结构（通常是杆件）两端，大小相等，方向相反，使结构产生拉伸变形的一对平衡力。 压力是指作用在结构两端，大小相等，方向相反，使结构产生压缩变形的一对平衡力。
在结构上，力沿作用线移动后，其效果是不一样的。比如，拉伸时，如果力不是作用在两端，而是把它们移动到杆件中间的某两个点，那受拉的部分就只能是两个力之间的那一部分，端点到力之间的杆件部分就不会被拉伸了。因此，在结构上，力是不能随便移动的。
5.到底什么叫弯曲力 使结构产生弯曲变形的外力称为弯曲力。注意：它必须是平衡力系（包括力偶矩）。 弯曲力有如下几种形式： （1） 平衡力：如人挑担。 扁担的受力图：其中， G为两端重物的重量，F为肩膀提供的支反力
且有：F=G+G ，它们是一组平衡力，保证了扁担不会上下移动。两端重力对肩膀（支点）的力矩也是平衡的，保证了扁担不会绕支点转动。 这一组平衡力G，G和F合称为弯曲力。它作用的结果，是使扁担受弯。 在这里，G不能称为拉力，F也不能称为压力。
因为扁担在这里既们变长，也没变短；既没变粗，也没变细，只是变弯了。 （2） 平衡的力偶矩 用左右手`拦网`捏住杆的两端并向相反方向弯曲，就属于这种情况。其受力图形如下：
这时的弯曲力就是一对平衡的力偶矩M—M。它的作用是使杆件弯曲，而不是转动。 （3） 平衡力+平衡力偶 就是上面两种情况的叠加。 6.作用在悬臂梁自由端的横向力，为什么不是拉力或压力？ 悬臂梁是指一端固定，一端自由的杆件。固定端的支撑，能提供阻止杆件转动和上下左右移动的约束。也就是说，固定支撑可以提供阻止构件移动和转动的支反力和支反力矩。其示意图如下。
其中，A为固定端，B为自由端，F为作用在自由端的横向力。在F的作用下，如果没有固定端的支撑，杆件将会向下移动，但它没有移动，那只能是固定支撑A提供了一个与F大小相等，方向相反的支反力。我们说它为N，为了看得清楚，我们支撑墙去掉，用支反力来代替。（这种方法在力学上叫做取分离体）得到如下图形。
显然，F—N形成的力矩将会使构件绕重心转动，但是杆件AB没有转动，为什么呢？是因为固定支撑提供了一个阻止其转动的支反力矩。因此，悬臂梁AB，在F力的作用下的完整受力图应该是如下图所示。
由上图可见，AB杆在F的作用下，由于固定支撑提供了支反力N和支反力矩M，使它处于既不移动，也不转动的平衡状态。但是，它却产生了如上面第一图所示的弯曲变形。为什么是弯曲变形呢？根据测试，变形后AB杆既不变长，也没变短，既没变粗，也没变细。只是因为弯曲而产生了挠度。这正是材料力学对弯曲变形的定义。此时，由F、N及它们形成的力矩和支反力矩M组成的“平衡力系”，就是这时的弯曲力。 作用力F显然没有对AB杆产生压缩作用，所以，它不能称为压力。 还要说明一点，自由端因为弯曲而产生的位移，不是F推动的结果，因为AB杆并不是整体平移的，而是按弯曲规律产生的变形。并且这种变形，将随着AB杆抗弯刚度的增大而减小。 |
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