2022-2023学年高二物理竞赛课件：约束与约束力

约束与约束力 自由体(Free Body)： 空间运动不受限制的物体。 非自由体(Nonfree Body) ： 位移受到限制的物体。 约束(Constraint) ： 对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体。 约束力(Constraint Reaction) ： 约束对被约束物体的作用力。 约束与约束力 约束力 大小——待定 方向——与该约束所能阻碍的位移方向相反 作用点——接触处 1．光滑接触面约束 约束力作用在接触点处，方向沿接触表面的公法线，并指向被约束的物体。这种约束力称为法向约束力，通常用FN表示。 工程中常见的约束： 约束与约束力 约束与约束力 约束与约束力 齿轮传动 齿 轮 啮 合 力 约束与约束力 FR FR′ 滑槽与销钉 约束与约束力 柔索约束 绳索、链条或胶带等约束，自身只能承受拉力，所以它给物体的约束力也只可能是拉力。 绳子对物体的约束力，作用在接触点，方向沿着绳索背离物体。 链条、胶带的约束力沿轮缘的切线方向。 约束与约束力 力的可传性适用性: 当将下列圆环视为刚体时，力具有可传性。 力的可传性不适用于研究变形 刚体 变形体 推理 三力平衡汇交定理 作用于刚体上三个相互平衡的 力，若其中两个力的作用线汇交于 一点，则此三力必在同一平面内， 且第三个力的作用线通过汇交点。 证明：如图，在刚体的 A，B，C 三点上，分别作用三个相互平衡的力F1，F2，F3。 　　　　　　　根据力的可传性，将力F1和F2移到汇交点O，然后根据力的平行四边形法则，得合力F12。 则力F3 应与F12平衡。由于两个力平衡必须共线，所以力F3　必定与力F1和F2共面，且通过力F1和F2的交点O。 公理 作用(Action)和反作用(Reaction)定律 作用力和反作用力总是同时存在，两力的大小相等、方向相反，沿着同一直线，分别作用在两个相互作用的物体上。 与二力平衡的区别是什么？ 公理 刚化原理 变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体 刚化为刚体，其平衡状态保持不变。 变形体(受拉力平衡) 刚化为刚体(仍平衡) 刚体的平衡条件是变形体平衡的必要条件，而非充分条件。 刚体(受压平衡) 变形体(受压不能平衡) 反之是否成立？ $