資源描述：
《《工程力學(xué)與機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教案》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、《工程力學(xué)與機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教案【學(xué)時(shí)】4【基本要求】1．理解力的概念，剛體的概念。2．掌握靜力學(xué)公理。3．掌握各種常見的約束的性質(zhì)。4．對簡單的物體系統(tǒng)能熟練地取出分離體并畫出受力圖。【重點(diǎn)】 靜力學(xué)公理，約束反力，受力圖?！倦y點(diǎn)】 約束、受力圖?！咀鳂I(yè)】§1–1基本概念一、力的概念力：力是物體間相互的機(jī)械作用，這種作用的結(jié)果是使物體的機(jī)械運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化或使物體的形狀發(fā)生變化。力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。根據(jù)作用點(diǎn)的可把力分成集中力和分布力。力對物體的效應(yīng)：運(yùn)動效應(yīng)（外效應(yīng)），變形效應(yīng)（內(nèi)效應(yīng)）力系：
2、作用于物體上的若干個(gè)力。力系分類：按力的作用線分布：平面力系和空間力系；按力的作用線關(guān)系：匯交力系、平行力系和任意力系。若兩力系對同一物體作用效果相同——等效力系；一個(gè)復(fù)雜力系用一個(gè)簡單力系等效替換的過程——力系的簡化。若一個(gè)力系可用一個(gè)力等效替換，則該力叫合力；力系中的各力叫分力。理想化的物理模型二、質(zhì)點(diǎn)與剛體：質(zhì)點(diǎn)——有一定的質(zhì)量，但其形狀和大小可不考慮的物體剛體——在任何外力作用下，其形狀和大小永不變化的物體三、平衡：物體相對于慣性坐標(biāo)系處于靜止或勻速直線運(yùn)動。平衡力系：使物體處于平衡狀態(tài)的力系。此時(shí)
3、力系所滿足的條件稱平衡條件。靜力學(xué)所研究的基本問題：①力系的簡化；②力系的平衡條件及其應(yīng)用?！?–2靜力學(xué)公理一、力的平行四邊形公理作用于物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力可以合成為一個(gè)合力，合力與原來兩力共作用點(diǎn)，并等于兩力的矢量和；即合力矢由以原來兩力矢為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對角線來表示。——力系簡化的基礎(chǔ)二、二力平衡公理作用在剛體上的兩個(gè)力使剛體平衡的充分必要條件是：兩力大小相等、方向相反且作用在同一直線上。此公理提供了一種最簡單的平衡力系。對于剛體此條件是充要條件，但對變形體只是必要條件而不是充分條件。[要點(diǎn)
4、]1、兩力作用在同一剛體上；2、兩力能使剛體平衡。舉例：物體在地面上受重力及地板支承力。只受兩個(gè)力作用而平衡的構(gòu)件，叫二力構(gòu)件。三、加減平衡力系公理在作用于剛體的任意力系上添加或減去任意平衡力系，不改變原力系對剛體的作用?！ο岛喕睦碚撘罁?jù)。推論：力的可傳性原理作用于剛體上的力，其作用點(diǎn)可以沿作用線移動而不改變它對剛體的作用?！咀⒁狻恐贿m用于剛體，繩索不適用。作用于剛體上的力的三要素為：大小、方向、作用線。作用于剛體上的力是：滑動矢量。三力平衡匯交定理當(dāng)剛體在三個(gè)力作用下處于平衡，當(dāng)其中兩個(gè)力的作用線匯
5、交于一點(diǎn)，則此三力必處于同一平面內(nèi)，且第三個(gè)力的作用線必通過匯交點(diǎn)。【注意】三力匯交不一定平衡四、作用與反作用定律兩物體間的力總是同時(shí)存在，大小相等，方向相反，沿同一直線，分別作用在兩個(gè)物體上?！芰Ψ治霰匦枳裱脑瓌t。要點(diǎn)：1、一切力都成對出現(xiàn)；2、兩者分別作用在兩個(gè)物體上?！咀⒁狻颗c二力平衡的區(qū)別五、剛化原理變形體受已知力系作用而平衡，若將該物體變?yōu)閯傮w（剛化），則平衡狀態(tài)不受影響?！獎傮w力學(xué)與變形體力學(xué)的聯(lián)系?！?–3約束、約束反力及物體的受力分析一、約束和約束反力：自由體：運(yùn)動不受任何限制的物體
6、。約束體：運(yùn)動受到某種限制的物體。約束：障礙物體某些位移的限制條件，有幾何約束和位移約束兩類，位移約束有單邊約束和雙邊約束之分。約束反力（反力）：約束作用于被約束物體上的力，一般情況下，約束力是未知力。如何確定約束力的大小是靜力學(xué)研究過程中的核心問題。主動力與被動力：能主動引起物體運(yùn)動趨勢的力稱為主動力；否則為被動力。二、常見的約束類型及其反力的決定（一）、柔索約束由柔性的繩索、鏈條、皮帶等所形成的約束。1、約束性質(zhì)：只能受拉而不能受壓，即只能限制物體沿繩索伸長方向的運(yùn)動（限制離開約束）。2、約束反力：沿著
7、柔性約束本身方向，背離物體，作用在連結(jié)點(diǎn)。[注意]：（1）、不計(jì)自重；（2）、對球形物體，單獨(dú)懸掛，平衡時(shí)通過球心（否則不能平衡）。（二）、光滑面約束1、約束性質(zhì)：不能受拉只能受壓。只能限制物體在接觸區(qū)沿約束被壓入方向的運(yùn)動?！s束的接觸區(qū)又叫做“支承面”。2、約束反力：設(shè)支承面摩擦力忽略不計(jì)，稱為光滑面約束。光滑接觸面的約束反力必過接觸點(diǎn)沿接觸面的法線指向物體。（三）、固定鉸鏈支座約束：1、約束性質(zhì)：限制桿件在平面內(nèi)的任何移動，但不限制桿件繞鉸鏈中心轉(zhuǎn)動。2、約束反力：是銷軸圓柱面上某一點(diǎn)給桿件的反力R
8、，沿圓弧接觸面公法線指向桿件（過中心）。因接觸點(diǎn)位置不同而使R方向不定，通常用分力的形式Rx、Ry表示。（四）、可動鉸鏈支座約束：1、約束性質(zhì)：只限制桿件沿支承面的垂直方向的運(yùn)動，不限制沿支承面平行的方向的運(yùn)動，當(dāng)然也不限制繞中心轉(zhuǎn)動。2、約束反力：垂直支承面，通過鉸鏈中心。至于指向，可向“上”，也可向“下”。§1–4受力分析分離體——把研究對象解除約束，從周圍物體中分離出來，畫出簡圖。受力圖——將分離體所受的主
