2.3 力矩-高二（课件）一《土木工程力学基础》同步精品课堂（高教版 第3版）

力矩 同步精品课堂（中职专业课） 《土木工程力学基础》 高等教育出版社 2023年9月第3版 1 1.水准测量原理 2.高差法 3.仪器高法 一、复习 力的作用效果有哪些？ 二、导入新课 手推门时，门的转动与哪些因素关呢？ 三、新授 2.3.1 力矩的概念 力矩:用力的大小与力臂的乘积Fd再加上正号或负号表示力F使物体绕O点转的矩，简称为力矩。 MO（F）=±F d 力臂：从矩心到力的作用线的垂直距离。 力矩的单位是力的单位和距离的单位的乘积。 在国际单位制中常用单位是牛顿·米（N · m）或千牛顿·米（kN · m）。 三、新授 2.3.2 力矩的正负号规定 使物体产生逆时针转动的力矩为正， 使物体产生顺时针转动的力矩为负， 所以力矩是代数量。 三、新授 2.3.3 力矩的性质 （1）当力F的大小等于零，或者力的作用线通过矩心 （即力臂d=0）时，力矩等于零。 （2）当力沿作用线移动时，不会改变力对某点的矩。这是因为力的大小、 方向及力臂的大小均未改变。 三、新授 2.3.4 力矩的计算 荷载的分类：按作用的范围不同可分为集中荷载和分布荷载。 如果荷载作用在结构上的面积与结构的尺寸相比很小，就称为集中荷载。 用F表示，其常用单位为牛（N）、千牛（kN），梁对柱子或墙的压力属于 集中荷载。 如果荷载连续地作用在整个结构上或结构的一部分（不能看成集中荷载时）， 就称为分布荷载。例如水压力属于分布荷载，还有风荷载、雪荷载等。 当分布荷载在各处的大小均相同时，称为均布荷载，用q 表示， 其常用单位为牛/ 米（N/ m）、千牛/ 米（k N/ m）。 三、新授 2.3.4 集中荷载计算 例题：扳手分别受到F1、 F2、 F3 作用，如图所示。求各力分别对螺帽 中心点O 的力矩。已知F1= F2 = F3 =100 N。 解：MO（F1） = -F1×d1 = -100 N×0.2 m = -20 N· m MO（F2） = F2×d2= 100 N×0.2 mcos 30°= 23.1 N· m MO（F3） = F3×d3= 100 N×0 = 0 三、新授 2.3.4 均布线荷载计算 均布线荷载力矩的计算公式： Mo(q)=Mo(FR)=± FR.d 例题：试计算下图(a)、（c）所示均布线荷载q 分别对点O、A 之矩。 三、新授 2.3.4 均布线荷载计算 （1） 均布线荷载的合力FR 的大小为ql , 合力到点O 的距离为（l/2） （图2-16b），因此均布线荷载q 对点O 之矩为 MO（q） = - ql×（l/2）= -（1/2）ql2=- 0.125 kN · m （2） 均布线荷载的合力FR 的大小为 FR = qlAB = 3 kN/m×4 m / cos 45° = 16.97 kN 合力到点A 的距离为2 m（图2-16d），因此均布线荷载q 对点A之矩为 MA（q） = - FRd = -16.97 kN×2 m = -33.94 kN · m 四、练习 1）掌握力矩的含义，理解力矩的性质； 2）运用力矩的含义计算常见荷载作用下的力矩计算； 3）运用力矩解释一些生活或工程中的一些实际问题。 五、小结 力矩的含义； 力矩的性质； 力矩计算 。 六、知识拓展 建筑用的塔吊后臂上为什么要配一个平衡重物。塔吊对起重臂长、起重量等是否有规定？为什么？ 七、作业布置 一、单项选择题：（请将正确答案前的编号填在括号内） 1.当力沿其作用线移动时，力矩的大小（ ）。 A、不改变 B、改变 C、不一定 2.力矩和力偶矩，它们与矩心位置的关系是（ ）。 A、都与矩心无关 B、都与矩心有关 C、力矩与矩心有关，而力偶矩与矩心无关 3.当力的作用线通过矩心时，则力矩的大小为（ ）。 A、某一数值 B、零 C、无法确定 4.如图所示已知F=20KN,则F对O点的力矩为（ ）。 A、-2OKN. m B、40KN. m C、20KN. m 七、作业布置 5.平面上的合力对该平面内一点的矩（ ） A、大于其各分力对该点的矩的代数和 B、等于其各分力对该点的矩的代数和 C、小于其各分力对该点的矩的代数和 D、有时大于、有时小于其各分力对该点的矩的代数和 二、判断题：（正确的画√，错误的画×） 1.力臂就是力到转动中心的距离。（ ） 2.在力臂保持不变的情况下，力越大，力矩也就越大。（ ） 3.在力的大小保持不变的情况下，力臂越大，力矩就越小。（ ） 4.力矩的大小与矩心位置无关。（ ） 八、课后反思 1.通过老师“教”与学生“学”的互动过程，