《受力分析和受力圖》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《受力分析和受力圖（9頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 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(huì)根據(jù)約束的類型分析物體的受力情況。 2、 會(huì)熟練地畫簡(jiǎn)單物體的受力圖。 教學(xué)重點(diǎn) 受力分析 教學(xué)難點(diǎn) 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(shí)際中，常常需要對(duì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的某一物體或幾個(gè)物體進(jìn)行力學(xué)計(jì)算。首先要確定研究對(duì)象，然后對(duì)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(gè)力的大小、方向和作用點(diǎn)。即： 1、研究對(duì)象：我們把所研究的物體稱為研究對(duì)象。 　　為了清楚地表示物體的受力情況，需要把所研究的

2、物體從與它相聯(lián)系的周圍物體中分離出來，單獨(dú)畫出該物體的輪廓簡(jiǎn)圖，使之成為分離體，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(dòng)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(gè)物體組成的物體系統(tǒng)時(shí)，通常將系統(tǒng)外物體對(duì)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。 　　注意：畫受力圖時(shí)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(duì)象畫受力圖時(shí)，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

3、）根據(jù)題意確定研究對(duì)象，并畫出研究對(duì)象的分離體簡(jiǎn)圖。 　?。玻┰诜蛛x體上畫出全部已知的主動(dòng)力。 　　３）在分離體上解除約束的地方畫出相應(yīng)的約束反力。 　　注意：　畫受力圖時(shí)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(diǎn)D處 用一水平繩索拉住，試畫出桿AB的受力圖。 　 解：１、選ＡＢ為研究對(duì)象 　　　?。?、在Ｃ處畫主動(dòng)力Ｇ 　　　?。?、畫約束反力 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(jì)，試分別畫出拱AC和拱BC的受

4、力圖。 例3、　圖１－１８a是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，圖１－１８c是凸輪機(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(dòng)機(jī)。若不計(jì)斜桿CD自重，試分別畫出斜桿CD和梁AB（包括電動(dòng)機(jī)）的受力圖。 　解：(1) 斜桿CD的受力圖取斜桿CD為研究對(duì)象，由于斜桿CD自重不計(jì)，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

5、括電動(dòng)機(jī)）為研究對(duì)象，梁AB受主動(dòng)力G1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(gè)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(jiǎn)圖上，畫出它所受的全部外力的簡(jiǎn)圖，稱為受力圖。 畫受力圖時(shí)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、

6、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方法。 教學(xué)重點(diǎn) 合力投影定理 教學(xué)難點(diǎn) 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(diǎn)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(gè)匯交力的合力。對(duì)于包含n個(gè)匯交力的力系F1， F2 ，...，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

7、(a)、(b)，則力F在這三個(gè)軸上的投影可表示為 　　　　　　　　　　　　　　Fx= Fcosα 　 　　　　　　　　　　　　　　Fy= Fcosβ 　　　　　　　　　　　　　　(2 　　　　　　　　　　　　　　Fz= Fcosγ 　　可以看出，力與投影軸正向夾角為銳角時(shí)，其投影為正；力與投影軸正向夾角為鈍角時(shí)，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(duì)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(gè)直角坐標(biāo)軸上投影，有 　　　　　　　　　FRx＝F1x+F2x +...+Fnx＝ΣFx　 　

8、　　　　　　　　FRy＝F1y+F2y +...+Fny＝ΣFy　 　　　　 　　(2-4)　　　　　 　　　　　　　　　FRz＝F1z+F2z +...+Fnz＝ΣFz 即合力在某一軸上的投影，等于各分力在同一軸上投影的代數(shù)和。 二、匯交力系的合成與平衡 1. 匯交力系合成的解析法 設(shè)在剛體上作用有匯交力系F1，F(xiàn)2，...，F(xiàn)n，由合力投影定理可求得合力FR在三個(gè)直角坐標(biāo)軸投影FRx、FRy、FRz，于是合力的大和方向可由下式確定 (2-5) 　　　　 　　 若力系為平面力系，則合力的大小和方向?yàn)? (2-6) 2. 匯交力系平衡的解析條件 　　 從前面知道，匯交

9、力系平衡的充要條件是合力等于零， 即　　　 　　　　FR＝ΣF＝0 所以　　　　　　　ΣFx＝0 　　　　　　　　　ΣFy＝0　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2-7) 　　　　　　　　　ΣFz＝0 　　 　　式(2-7)稱為匯交力系的平衡方程，它表明匯交力系平衡的解析條件是力系中各力在三個(gè)直角坐標(biāo)軸投影的代數(shù)和分別等于零。利用這三個(gè)互相獨(dú)立的方程，可以求解三個(gè)未知數(shù)。 　　若力系為平面匯交力系，則平面匯交力系平衡的解析條件為 　　　　　　　　　　　　　　　　　　ΣFx＝0 　　　　　　　　　　　　　　　　　　ΣFy＝0 　　當(dāng)用解析法求解平衡問題時(shí)，未知力的指向可以假設(shè)

10、，如計(jì)算結(jié)果為正值，則表示所假設(shè)力的指向與實(shí)際相同；如為負(fù)值，則表示所假設(shè)力的指向與實(shí)際相反。 例2-1　用解析法求圖示匯交力系的合力。 解　 　　　　　　　　　　圖2-2 例2-2　直桿AB、AC鉸接于A點(diǎn)，自重不計(jì)，在A點(diǎn)掛一物重G=1000N，并用繩子AD吊住，如圖2-3所示。已知AB和AC等長(zhǎng)且互相垂直，∠OAD＝30°，B、C均為球鉸接，求桿AB和AC及繩子AD所受的力。 　　　　　　　　　　　　　 解　　取銷釘A為研究對(duì)象，其受力圖，如圖2-3所示，是一空間匯交力系。取直角坐標(biāo)系A(chǔ)xyz，列平衡方程為 　　　　ΣFx＝0　?。璅ＡＣ－FＴcos30°sin4

11、5°＝0　　　　　　　　　　　(1) 　　　　ΣFy＝0　　－FＡＢ－FＴcos30°cos45°＝0　　　　　　　　　　　(2) 　　　　ΣFz＝0　?。璅Ｔsin30°－G＝0 　　　　　　　　　　　　　　　 (3) 由式(1)、(2)、(3)解得 　　　　　FＴ＝2000N，F(xiàn)ＡＢ＝FＡＣ＝－1225N 　　 FＡＢ、FＡＣ均為負(fù)值，說明所假設(shè)力的指向與實(shí)際相反，即兩桿均受壓力。 小結(jié)： 1.力在坐標(biāo)軸上的投影 2.合力投影定理。即合力在某一軸上的投影，等于各分力在同一軸上投影的代數(shù)和。 3.匯交力系合成的解析法 4.匯交力系的平衡方程 ΣFx＝0 ΣFy＝0 ΣFz＝0 作業(yè)：另擬 【課后記】：本節(jié)內(nèi)容對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)很重要，應(yīng)加強(qiáng)訓(xùn)練。 您好，歡迎您閱讀我的文章，本W(wǎng)ORD文檔可編輯修改，也可以直接打印。閱讀過后，希望您提出保貴的意見或建議。閱讀和學(xué)習(xí)是一種非常好的習(xí)慣，堅(jiān)持下去，讓我們共同進(jìn)步。 專心---專注---專業(yè)