中职高一劳动版《机械基础》模块二 课题一 任务1 分析梯子的受力并画受力图课件

课题一 静力学 任务1 分析梯子的受力并画受力图 任务3 分析平面汇交力系 任务2 分析简支梁的受力并画受力图 任务4 分析力偶的作用效果 任务5 分析平面任意力系 1. 明确力、刚体、平衡和约束的概念； 2. 掌握静力学公理； 3. 熟悉柔性约束、光滑面约束的性质及相应约束反力的特征； 4. 掌握平衡状态下物体的受力分析方法； 课题一 静力学 任务1 分析梯子的受力并画受力图 5. 能够准确画出物体的受力图。 任务1 分析梯子的受力并画受力图 所受重力为G的梯子AB，一端放置在光滑的水平地面上另一端靠在铅直的墙上，在D点通过一根水平绳索与墙相连，如图2-1-2所示。试分析梯子的受力情况并画出受力图。 任务引入 确定梯子为研究对象，从图2-1-2中可以看出梯子受到重力 (地球引力)作用，有向下运动的趋势，但由于受到光滑地面和墙的支撑，不能向下移动，同时又受到水平绳索的作用，不能沿水平方向滑动。 任务分析 任务1 分析梯子的受力并画受力图 显然，地面、墙和绳索都对梯子的运动有限制作用，但它们的作用形式和效果有所不同。失去了地面、墙和绳索的限制作用，梯子将不能保持原来的静止状态。那么，如何将周围物体对梯子的这些作用，通过图形清楚地表达出来呢？这就需要了解有关静力学的基本知识和受力图的画法。 一、静力学的基本概念 1.刚体：指在受力状态下能保持其几何形状和尺寸不变的物体。 2.力：力是物体间的相互机械作用。力的国际制单位是牛顿或千牛顿，其符号为N和kN。力的大小、方向 (包括方位和指向)和作用点的位置，这三个因素称为力的三要素。 3.平衡：指物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动的状态。 4.受力图：在工程实际中，为了清晰地表示物体的受力情况，常需把所研究的物体 (称为研究对象)从限制其运动的周围物体中分离出来，单独画出它的简图，然后在上面画出物体所受的力，这样的图称为物体的受力图。 相关知识 任务1 分析梯子的受力并画受力图 二、静力学公理 刚体仅受两个力作用而平衡的充分必要条件是：两个力大小相等，方向相反，并作用在同一条直线上，即FA=－FB 。 这个公理揭示了作用于物体上的最简单的力系在平衡时所必须满足的条件，它是静力学中最基本的平衡条件。 公理一 二力平衡公理 任务1 分析梯子的受力并画受力图 二、静力学公理 在作用于刚体上的已知力系上，加上或减去任一平衡力系，不会改变原力系对刚体的作用效应。 这个公理常被用来简化某一已知力系。依据这一公理，可以得出一个重要推论：作用于刚体上的力可以沿其作用线移至刚体内任一点，而不改变该力对刚体的作用效应。这个推论被称为力的可传性原理。只适用于刚体，对变形体不适用。 公理二 加减平衡力系公理 任务1 分析梯子的受力并画受力图 二、静力学公理 作用于物体上同一点的两个力可以合成为一个合力，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确定。即合力矢等于这两个分力矢的矢量和。 力的平行四边形法则总结了最简单的力系简化规律，它是较复杂力系合成的主要依据。 公理三 力的平行四边形法则 任务1 分析梯子的受力并画受力图 二、静力学公理 当一个物体对另一个物体有作用力时，必然同时引起另一物体对它的反作用力，此作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，作用线相同，并分别作用在这两个相互作用的物体上。 必须强调指出，作用力和反作用力是分别作用于两个不同物体上的，因此，决不能认为这两个力相互平衡，这与二力平衡公理中作用于同一物体上的两个力有着本质上的区别。 公理四 作用与反作用公理 任务1 分析梯子的受力并画受力图 三、约束和约束反力 通常把这种对物体运动起限制作用的周围物体称为约束，受到约束作用的物体称为被约束物体。 当物体沿某一方向的运动受到约束限制时，约束必然对该物体有力的作用，这种力称为约束反作用力，简称约束反力。 1. 约束和约束反力的概念 任务1 分析梯子的受力并画受力图 三、约束和约束反力 由柔软的绳索、传动带、链条等柔性物体所构成的约束称为柔性约束。 柔性约束反力作用于连接点，方向沿着柔性件中心线背离被约束物体，通常用符号T表示。 2. 柔性约束 任务1 分析梯子的受力并画受力图 三、约束和约束反力 两个相互接触的物体，若不计摩擦，则它们之间的约束称为光滑面约束。 光滑面约束反作用力通过接触点，方向总是沿接触面公法线而指向受力物体，通常用符号 FN 或 N 表示。 3. 光滑面约束 任务1 分析梯子的受力并画受力图 1.取梯子AB为研究对象，把梯子从周围环境中分离出来。 2.梯子的受力分析 (1)梯子AB受到本身重力G的作用 (作用于梯子中心O点，铅直向下)。 (2)在A 点，地面支撑