专题二 约束和约束反力（教案）-山东省职教高考建筑类《土木工程-力学基础》专题复习讲练测

专题2 约束和约束反力 一、考纲要求 考纲解读： 1.考试要求： （1）掌握约束与约束反力的概念。 （2）掌握柔体约束、光滑接触面约束、链杆约束、圆柱链约束的表示方法。 （3）掌握固定铰支座、可动铰支座、固定端支座的表示方法。 2.常见考点：约束与约束反力的概念；柔体约束、光滑接触面约束、链杆约束、圆柱链约束的表示方法；固定铰支座、可动铰支座、固定端支座的表示方法。 3.常见题型：常见于选择题。 二、知识点梳理 （一）约束与约束反力的概念 1.约束：若一个物体受到周围其它物体的限制，这些周围的物体就称为该物体的约束。 2.约束反力：约束施加于被约束物体上的力，称为约束反力，简称为约束力或反力。 3.主动力：使物体产生运动或运动趋势的力。在工程中，把主动力称为荷载。如重力、风荷载等。 4.约束反力的方向：与约束所能限制的运动方向相反。 （二）柔体、光滑接触面、链杆、铰链约束的表示方法 1.柔体约束：由柔软而不计自重的绳索、链条、胶带等构成的约束。 约束特性：只能限制物体沿柔体约束的中心线离开柔体约束的运动，因此，柔体约束的约束反力为拉力。 约束反力：通过接触点，沿柔体的中心线背离物体，使物体受拉。 ①符号：FT。 ②方向：过接触点，沿其中心线，背离被约束体的拉力。 ③未知数：1个。 2.光滑接触面约束：当两个物体直接接触，而接触面处的摩擦很小可以忽略不计时，称为光滑接触面约束。 约束特性: 只能限制物体沿着接触点的公法线方向且指向物体的运动。 约束反力: 通过接触点、沿公法线方向、指向被约束物体。 ①符号：FN。 ②方向：过接触点，沿公法线方向、指向被约束物体。 ③未知数：1个。 3.链杆约束：不计自重，两端用光滑铰链与物体相连的直杆。 约束特性: 限制杆件沿其轴线方向运动。 约束反力: 过接触点，沿着链杆轴线方向。 ①符号：FR。 ②方向：沿链杆轴线，指向不定。 ③未知数：1个。 4.二力杆：不计自重，两端用光滑铰链与物体相连的直杆。两端以铰链（性质同铰链）和其他物体相连。 不计自重。除了两端受力，不再受其它任何力(力偶)作用的直杆或曲杆。 约束反力:沿杆端连线，等值，反向，共线。 与链杆区别：链杆--直杆 二力杆--可直可曲 5.圆柱铰链约束：两个构件上钻同样大小的圆孔，并用同样大小圆柱销钉穿入圆孔，将两个物体连接起来。 约束特性：物体只能绕销钉轴线相对转动，与销钉轴线相垂直的平面内的径向位移被限制。 约束反力：在垂直于销钉轴线的平面内通过圆心，方位和指向不能确定的一个力。通常将其表示为大小未知的两个正交分力。 ①符号：FX、FY或FR、α。 ②方向：不定。 ③未知数：2个。 （三）常见支座 1.固定铰支座：用光滑圆柱铰链将物体与固定的支座连接起来形成固定铰支座。因此，固定铰支座约束与圆柱铰链约束一样，区别只是其中一个物体是否固定。 约束特性：限制物体的移动。 约束反力：①符号：FX、FY或FR、α。 ②方向：不定。 ③未知数：2个。 2.可动铰支座：在固定铰支座的底部安装几个辊轴（圆柱形滚轮），支承于支承面上，这种约束称为可动铰支座，又称为活动铰支座。 约束特性：限制物体垂直于支承面方向的移动。 约束反力：①符号：FN、。 ②方向：垂直支承面，指向不定。 ③未知数：1个。 3.固定端支座：如果物体与支座固定在一起，使物体既不能沿任何方向移动，也不能转动，这类约束称为固定端支座。 约束特性：限制物体在任何方向的移动和转动。 约束反力：①符号：FX、FY、Me。 ②方向：不定。 ③未知数：3个。 三、常考点讲解 1、柔体约束对物体的约束力( ) A.指向被约束物体，为压力 B.背离被约束物体，为拉力 C.背离被约束物体，为压力 D.指向被约束物体，为拉力 答案：B 解析：掌握常见约束的受力特点，柔体约束的受力特点为：通过接触点，沿柔体的中心线背离物体，使物体受拉。C、D答案前后矛盾。 2、下列约束中，约束反力个数是两个的是（ ） A.柔体 B.光滑接触面 C.链杆 D.圆柱铰链 答案：D 解析：A选项约束反力为1个，B选项约束反力为1个，C选项约束反力为1个，D选项约束反力为2个。熟练掌握每种约束的受力特点。 3、下列约束中约束反力方向可以确定的是（ ）。 A.链杆约束 B.圆柱铰链 C.可动铰支座