1.1 静力学基础（课件）-《机械基础》同步精品课堂（高教版）

1-1 静力学基础 【教学目标】 1．理解力的概念与静力学基本公理； 2．了解约束、约束力； 3．掌握杆件受力图的画法。 能够做杆件的受力图。 1.通过实践操作培养认真、踏实、细致的工作作风； 2.通过小组合作，培养学生团队合作学习能力。 一.知识目标： 二.能力目标： 三.素质目标： 【重点难点】 重点：静力学的基本概念、杆件的受力图 难点：杆件的受力分析 静力学基础 一、力的概念 4.力的单位： 国际单位制, N(牛)或kN(千牛) 。1kN=1000N 1.定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用可以改变物体的运动状态或使物体产生变形。 2.力的效应： ①运动效应(外效应)； ②变形效应(内效应)。 3.力的三要素：大小，方向，作用点。 静力学基础 二、静力学的基本公理 公理1：二力平衡公理 作用于刚体上的两个力，使刚体处于平衡状态的必要和充分条件是：两力大小相等、方向相反且作用于同一直线上。只受两个力作用并处于平衡状态的物体称为二力构件。 静力学基础 二、静力学的基本公理 公理1：二力平衡公理 C 等值 反向 共线 A D rC D C B 二力构件：只受两个力作用而平衡的构件。 二力构件的特点： 　　（1）构件的自重不计； 　　（2）构件的形状可以是直杆或曲杆，形状任意； 　　（3）构件上只有两个受力点，两个力的方向待定，但必须在两个受力点的连线上。 静力学基础 二、静力学的基本公理 公理2：加减平衡力系公理 在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。 作用于刚体上某一点的力可沿其作用线移至刚体上的任一点， 而不会改变原力系对刚体的作用效应。 推论1:力的可传递原理 静力学基础 二、静力学的基本公理 公理3：力的平行四边形公理 作用于物体上同点的两个力，可以合成一个合力，合力的作用点仍在该点， 合力的大小和方向由这两个力为边构成的平行四边形的对角线来表示。 F1 FR F2 F2 F1 FR F2 FR F1 三角形法则 平行四边形法则 静力学基础 二、静力学的基本公理 刚体上受同一平面内互不平行的三个力作用而且相互平衡时，则此 三个力的作用线汇交于一点，并在同一平面内。 推论2: 三力平衡汇交定理 公理3：力的平行四边形公理 静力学基础 二、静力学的基本公理 公理4：作用力与反作用力公理 作用力和反作用力总是同时存在，且大小相等、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。 G 反作用力FN’ 作用力FN FN = -FN’ FN’ FN 静力学基础 三、约束与约束反力 1.约束与约束反力的基本概念 把对非自由体的某些位移起限制作用的物体称为约束。约束限制了物体的运动，且这种限制是通过力的作用来实现的。因此，约束对物体的作用实际上就是力，这种力叫约束反力，或叫约束力。 静力学基础 三、约束与约束反力 1.常见的约束类型 （1）柔性约束 由柔软的绳索、带或链条等构成的约束称为柔性约束。 G 静力学基础 三、约束与约束反力 1.常见的约束类型 （2）光滑面约束 两物体直接接触，当接触表面非常光滑，摩擦可忽略不计时，即属于光滑面约束。 FN G 静力学基础 三、约束与约束反力 1.常见的约束类型 （3）光滑铰链约束 用圆柱销钉将两个具有相同大小圆柱孔的构件连接在一起，物体的运动受到圆柱销钉的限制，只能转动，不能移动，如果不计销钉与销钉孔壁之间的摩擦，则这种约束称为光滑圆柱铰链约束，简称圆柱铰支座。 FRy FRx 静力学基础 三、约束与约束反力 1.常见的约束类型 （4）固定端约束 用卡盘夹紧的工件、固定在机床刀架上的刀具属于固定端约束，固定端约束能限制物体在约束处沿任何方向的移动和转动。 FRy FRx M 小结 二力平衡 加减平衡力系 力的平行四边形 作用与反作用 刚体的概念 力的性质 物体的平衡 柔性体约束 光滑面约束 铰链支座约束 固定端约束 小结 1 2 3 课堂检测 ONE 填空题 1. _________是指物体相对于惯性参考系处于静止或做匀速直线运动的状态。 2.在静力学中，常将研究的物体抽象为理想化的力学模型，即_________。 3.力的_________、_________、_________称为力的三要素，力是_________。 4.力可以用图示表示，矢量的长度表示_________；通过作用点沿着力的方向引出的直线称为_________。 5. 画受力图时，必须分析_________受到的主动力与约束力。未提及摩擦时，接触面视作_________；未提及重力时，就不计_________。 选择题 1. 力和物本的关系正确的是（  ）。 A.力能脱离物体而存在                  B.力不能脱离物体而存在 C.只有施力物体而没有受力物体          D.只有受力物体而没有施力物体 2.  下列关于作用力和反作用力的说法中正确的是（  ）。 A.一个作用力和它的反作用力的合力等于零。 B.作用力和反作用力可以是不同性质的力。 C.作用力和反作用力同时产生、同时消失。 D.只有两个物体处于相对静止时，它们之间的作用力和反作用力的大小才相等 选择题 3. 约束力的大小(   )。 A.可以采用平衡条件计算确定          B.等于作用力 C.等于作用力，但方向相反            D.小于作用力 4.地面对电线杆的约束属于（  ）。 A.铰链约束    B.光滑面约束    C.柔性约束    D.固定端约束 选择题 5.当刚体受三个力作用而处于平衡状态时，若其中两个力的作用线汇交于一点，则第三个力的作用线（  ）。 A.不一定交于同一点 B.必交于同一点，但三个力的作用线不在同一平面内 C.只要交于同一点即可 D.必交于同一点，且三个力的作用线在同一平面内 判断题 1. （ ）合力一定大于分力。 2. （ ）若物体相对于地面保持静止或匀速运动状态，则物体处于平衡状态。 3. （ ）二力平衡公理中的二力是分别作用在两个物体上的力。 4. （ ）力可以在力的作用线上移动，而不改变其对刚体的作用效应。 5. （ ）铰链约束与光滑面约束相同，其约束力的作用线通过铰链中心，且方向垂直 谢谢 $$