受力分析與受力圖

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1、第3周（第1、2講）課題受力分析與受力圖課型新授課教學(xué)目標(biāo)1、會根據(jù)約束的類型分析物體的受力情況。2、會熟練地畫簡單物體的受力圖。教學(xué)重點受力分析教學(xué)難點畫受力圖教學(xué)手段多媒體教學(xué)【教學(xué)過程】：復(fù)習(xí)導(dǎo)入：在工程實際中，常常需要對結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的某一物體或幾個物體進(jìn)行力學(xué)計算。首先要確定研究對象，然后對它進(jìn)行受力分析。即分析研究物體受那些力的作用，并確定每個力的大小、方向和作用點。即：1、研究對象：我們把所研究的物體稱為研究對象?！　榱饲宄乇硎疚矬w的受力情況，需要把所研究的物體從與它相聯(lián)系的周圍物體中分離出來，單獨畫出該物體的輪廓簡圖，使之成為分離

2、體，即：2、分離體：解除約束后的自由物體。3、受力圖：在分離體上畫上它所受的全部主動力和約束反力，就稱為該物體的受力圖。4、內(nèi)力與外力　　如果所取的分離體是由某幾個物體組成的物體系統(tǒng)時，通常將系統(tǒng)外物體對物體系統(tǒng)的作用力稱為外力，而系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作用的力稱為內(nèi)力?！　∽⒁猓寒嬍芰D時一定要分清內(nèi)力與外力，內(nèi)力總是以等值、共線、反向的形式存在，故物體系統(tǒng)內(nèi)力的總和為零。因此，取物體系統(tǒng)為研究對象畫受力圖時，只畫外力，而不畫內(nèi)力。5、畫受力圖是解平衡問題的關(guān)鍵，畫受力圖的一般步驟為：　　１）根據(jù)題意確定研究對象，并畫出研究對象的分離體簡圖?！　。玻?/p>

3、在分離體上畫出全部已知的主動力?！　。常┰诜蛛x體上解除約束的地方畫出相應(yīng)的約束反力?！　∽⒁猓骸‘嬍芰D時要分清內(nèi)力與外力，6、下面舉例說明受力圖的畫法。例1　重量為G的均質(zhì)桿AB，其B端靠在光滑鉛垂墻的頂角處，A端放在光滑的水平面上，在點D處用一水平繩索拉住，試畫出桿AB的受力圖?！〗猓海?、選ＡＢ為研究對象　　　?。病⒃冢锰幃嬛鲃恿Γ恰　　　。场嫾s束反力例2　圖１－１７a所示的三鉸拱橋由左、右兩拱通過三鉸鏈連接而成。在拱AC上作用有載荷ＦP，兩拱自重不計，試分別畫出拱AC和拱BC的受力圖。例3、　圖１－１８a是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，圖１－１８c是凸輪

4、機(jī)構(gòu)。試分別畫出兩圖中滑塊及推桿的受力圖，并進(jìn)行比較。例１１、　如圖1-15a所示，水平梁AB用斜桿CD支承，A、C、D三處均為光滑鉸鏈連接。勻質(zhì)梁AB重G1，其上放一重為G2電動機(jī)。若不計斜桿CD自重，試分別畫出斜桿CD和梁AB（包括電動機(jī)）的受力圖?！〗猓?1)斜桿CD的受力圖取斜桿CD為研究對象，由于斜桿CD自重不計，并且只在C、D兩處受鉸鏈約束而處于平衡，因此斜桿CD為二力構(gòu)件。斜桿CD的約束反力必通過兩鉸鏈中心C與D的連線，用FC和FD表示。如圖1-15b所示。　　　(2)梁AB的受力圖取梁AB（包括電動機(jī)）為研究對象，梁AB受主動力G

5、1和G2的作用。在D處為鉸鏈約束，約束反力F'D與FD是作用與反作用的關(guān)系，且F'D=-FD。A處為固定鉸鏈支座約束，約束反力用兩個正交的分力FAx和FAy表示，方向可任意假設(shè)。如圖1－15c所示。小　　結(jié)：受力圖　在解除約束的分離體簡圖上，畫出它所受的全部外力的簡圖，稱為受力圖。畫受力圖時應(yīng)注意：誰是受力物體，誰是施力物體，只畫受力，不畫施力；只畫外力，不畫內(nèi)力；既不要多畫力，又不要少畫力；解除約束后，才能畫上約束反力。作業(yè)：另擬第3周（第3、4講）課題平面匯交力系課型新授課教學(xué)目標(biāo)1、掌握合力投影定理。2、知道平面匯交力系平衡的解析條件和求解

6、方法。教學(xué)重點合力投影定理教學(xué)難點利用平面匯交力系平衡的條件求解約束反力教學(xué)手段多媒體教學(xué)、講練結(jié)合【教學(xué)過程】：復(fù)習(xí)導(dǎo)入：各力的作用線匯交于一點的力系稱為匯交力系。用力的平行四邊形法則可以求得兩力的合力，用此法則也可以求得多個匯交力的合力。對于包含n個匯交力的力系F1，F(xiàn)2，...，F(xiàn)n，所合成的合力FR即為FR＝F1+F2+…+Fn＝ΣF　　　　　　　　　　一.力在直角坐標(biāo)軸上的投影1.一次投影法　　若已知力F與直角坐標(biāo)系oxyz三軸間的正向夾角分別為α、β、γ，如圖2-1(a)、(b)，則力F在這三個軸上的投影可表示為　　　　　　　　　　　

7、　　　Fx=Fcosα　　　　　　　　　　　　　　　Fy=Fcosβ　　　　　　　　　　　　　　(2　　　　　　　　　　　　　　Fz=Fcosγ　　可以看出，力與投影軸正向夾角為銳角時，其投影為正；力與投影軸正向夾角為鈍角時，其投影為負(fù)。故力在直角坐標(biāo)軸上的投影是代數(shù)量。應(yīng)當(dāng)注意，在直角坐標(biāo)系中，分力的大小和投影的絕對值相等，但投影是代數(shù)量，分力是失量。3.合力投影定理　　將式(2-1)兩邊分別向三個直角坐標(biāo)軸上投影，有　　　　　　　　　FRx＝F1x+F2x+...+Fnx＝ΣFx　　　　　　　　　　FRy＝F1y+F2y+...+Fny＝ΣF

8、y　　　　　　　(2-4)　　　　　　　　　　　　　　FRz＝F1z+F2z+...+Fnz＝ΣFz即合力在某一軸上的投影，等于各分力在