机械基础第一章静力学教案(11)
第一章静力学基础PPT学习教案
第26页/共52页
第三节 平面力系的合成与平衡方程
一、力在直角坐标轴上的投影
y
b
B
Y
F
a A
X F cos Y F sin
O a Xb x
正负号规定：从a到b 的指向与x轴正向相同时，投影X为正 值，相反时为负值。
力在轴上的投影是个标量。
第27页/共52页
第三节 平面力系的合成与平衡方程
C
F
B
第16页/共52页
第二节 力矩与力偶 力偶实例
F1 F2
第17页/共52页
第二节 力矩与力偶
2.力偶的性质 （1）力偶是一对特殊力，是基本的力学量，不能用一个力 来代替，也不能与一个力平衡，力偶只能与力偶平衡；
（2）力偶中两力在任一轴上投影的代数和都等于零；
F
A
Bq
q
F
x
第18页/共52页
第3页/共52页
第一节 静力学基本公理 三、加减平衡力系公理 在作用于刚体的任意力系上,加上或减去任意一个平衡力系,将不 改变原力系对刚体的作用效应（不改变刚体运动状态）。
推理1 力的可传性
作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到 刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用。
B
F1
B
F1
F
A
A F F2
第10页/共52页
第二节 力矩与力偶
2.合力矩定理
例题：求图中力F对A点的力矩，已矩F=10kN。
Fy
MA F Fd
Fx
d 5 cos300 3 sin 300
d
5 0.866 3 0.5
2.83m
M A F 10 2.83 28.3kN.m
机械基础第一章静力学教案
第一章静力学第1节基本概念2教学目标一、知识目标知道力的平行四边形公理及两条推论的概念；知道作用与反作用公理的概念知道三力汇交原理的概念二、能力目标能运用力的平行四边形法则求解合力。
能运用力的三角形法则画出力多边形，而求合力三、素质目标培养学生认真学习的兴趣教学重点力的平行四边形公理及两条推论的概念；作用与反作用公理的概念教学难点力的平行四边形公理教学方法演示法讲授法教学准备练习卷教学课时2课时教学过程教学内容教学组织第一课时一、复习导入1、什么是二力平衡公理？2、什么叫二力杆？二力杆的受力方向如何确定？它与二力杆的形状有无关系？〖复习提问〗[生答] 以抽签的方式决定由谁来回答二、新课教学（一）力的平行四边形公理1、概念作用在物体上同一点的两力的合力也作用在该点上，合力的大小和方向可用以该两力为邻边的平行四边形的结角线表示。
[演示实验]将下图所示的实验装置安装在白纸的竖直平板上。
[引导学生观看] 三个力之间的关系2、力的平行四边形公理的应用[演示] 两个共点力。
[引导学生画图] 求作合力[学生演示]画平行四边形的过程[讲授]画平行四边形的方法3、力的三角形法则是一力的末端与另一力的始端相接，再连接两力的始末两端便得合力R 。
[注意] 合力的大小与方向与两力的先后顺序无关。
[提问] 用力的平行四边形法则求三个力的合力[引导学生画图] 求作合力[学生演示]求作合力的过程比较麻烦和复杂[问]有没有一种更简单的方法？ [讲授]力的三角形法则[演示] 用力的三角形形法则求三个力的合力[看] 看不同的效果4、力的分解利用力的平行四边形法则（三角形法则）也可以一个力分解成两个力。
显然,由一个已知力为对角线可作无穷多个平行四边形，如图所示。
因此，必须附加一定的条件，才能得出确切结果。
工程上，一般向互相垂直的两个方向进行分解。
[讲授][演示]将一个力沿X 、Y 轴方向分解为两个力。
[引导学生练习] 求分力第二课时（三）作用和反作用公理1、概念 一物体对另一物体有一作用力时，另一物体对该物体必定有一反作用力。
机械基础第一章静力学教案
2、电动机车为什么能作匀速直线运动？等等
〖问〗什么是力
[生答]回忆初中物理里力的概念
[演示]手推动粉笔盒，粉笔盒在讲桌上运动。
二、新课教学
（一）力的概念
1、力的概念
力是物体间的相互机械作用。力不能脱离物体而存在。
[演示]手推动粉笔盒，粉笔盒在讲桌上运动。
第一章静力学
第1节基本概念1
教学目标
一、知识目标
知道力、刚体、平衡的概念；
知道力系的概念及力的合成与力的分解的概念
知道二力平衡公理及二力杆的概念
二、能力目标
能弄清力的三要素、单位、符号等。
能理解力的合成与力的分解的概念；
具备二力杆的能力
三、素质目标
培养学生认真学习的兴趣
教学重点
力、刚体、平衡的概念，二力平衡公理及二力杆的概念
4）、合力、分力——若一个力和一个力系等效,则这个力称为该力系的合力，
5）、力的合成——用一合力代换各分力的过程。
6）、力的分解——用多个力代换一合力的过程。
7）、力系的简化——用一个简单力系代替复杂力系的方法。
[讲授]
[演示]
（二）刚体的概念
1、定义：在力的作用下不产生变形的物体称为刚体。
〖问〗有没有受力不变形的物体
1、定义
作用于刚体上的两个力，使物体处于平衡状态的必要和充分条件是：此两力的大小相等，方向相反，且作用线在同一直线上。即：等值、反向、共线、共体。
[示例]放在讲桌上的粉笔盒。分析粉笔盒的受力。
[引导学生分析]G=N
2、例：吊在天花板上的白织灯。重为2N，问绳子受力多少？
[提出问题]问绳子受力多少
[学生思考]绳子受力多少
《机械设计基础》课件第1章静力学基础与理论
（2）力与轴不共面：
过力 F 的起点 和终点分别作 平面垂直于x轴，
则 X=±ABˊ
= ± ab
（3）正负号规定：
若a为F 与x轴正向的夹角，则X=Fcos a 若a为锐角，则X=±Fcos a ，用观察法确定正负，即：
如果从力的起点的投影到终点的投影与投影轴的正向一致 者为正，反之为负。
平行四边形的对角线来表示。即 RF1F2
力三角形→
《机械设计基础》课件第1章静力学基础 和理论
公理2 二力平衡条件
作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是： 这两个力大小相等、方向相反、作用线共线，作用于同一 个物体上。
(简称等值、反向、共线）
注意：
F1F2 F1F2
《机械设计基础》课件第1章静力学基础 和理论
（1）平面问题中的力偶矩是代数量，大小等于力偶中的力的 大小与力偶臂的乘积：
'
mm(F,F)Fd 规定：逆时针转向为正，反之为负 。
单位：N.m，kN.m 《机械设计基础》课件第1章静力学基础 和理论
（2）空间问题中的力偶矩是矢量，其对物体的作用决定于力 偶三要素：
●力偶矩的大小 ：m Fd
●力偶作用面在空间的方位
《机械设计基础》课件第1章静力学基础 和理论
1.1 静力学基本知识
1.1.1力、刚体、平衡
（1）力的概念
1）定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用使物体的 运动状态发生改变或使物体产生变形。
2） 力的效应： ①运动效应(外效应) ②变形效应(内效应)。
（如无特别声明，本课程只研究力的外效应） 3）力的三要素：大小，方向 ，作用点。
MO FR
机械工程基础静力学教案
机械工程基础静力学教案一、教学目标1. 了解静力学的基本概念，掌握物体平衡的条件和求解方法。
2. 学习力、力矩、作用力和反作用力的概念，理解力的合成与分解。
3. 掌握二力合成、三力合成时的力的合成与分解方法，能熟练运用平行四边形法则和三角形法则求解。
4. 学习平面汇交力系和平行力系的平衡条件，能熟练运用平衡方程求解物体平衡问题。
5. 了解摩擦力的概念，学习摩擦力的计算方法，掌握静摩擦力和动摩擦力的区别。
二、教学内容1. 静力学基本概念介绍静力学的研究对象、静力学的基本概念，如力、力矩、作用力和反作用力等。
2. 力的合成与分解讲解力的合成与分解的原理，演示二力合成、三力合成时的力的合成与分解方法，引导学生运用平行四边形法则和三角形法则求解实际问题。
3. 平面汇交力系和平行力系的平衡条件讲解平面汇交力系和平行力系的平衡条件，引导学生运用平衡方程求解物体平衡问题，如简单梁的平衡、滑轮组的平衡等。
4. 摩擦力介绍摩擦力的概念，讲解摩擦力的计算方法，区分静摩擦力和动摩擦力，引导学生运用摩擦力原理分析实际问题。
5. 实例分析选取具有代表性的实例，让学生运用所学的静力学知识进行分析，提高学生解决实际问题的能力。
三、教学方法1. 采用讲授法，系统地讲解静力学的基本概念、原理和方法。
2. 利用多媒体演示，生动形象地展示力的合成与分解过程，增强学生的直观感受。
3. 运用案例分析法，引导学生运用所学知识分析实际问题，提高学生的实践能力。
4. 设置课后习题，巩固所学知识，培养学生独立解决问题的能力。
四、教学评价1. 课后习题的完成情况，评估学生对静力学基本知识的掌握程度。
2. 课堂讨论和实例分析，评估学生运用静力学知识解决实际问题的能力。
3. 期末考试，全面评估学生对静力学知识的掌握和运用能力。
五、教学资源1. 教材：《机械工程基础》2. 多媒体课件3. 课后习题及答案4. 实例分析材料5. 教学挂图或模型六、教学安排1. 课时：本章共需4课时，每课时45分钟。
机械基础第一章静力学教案
第一章静力学教学目标一、知识目标知道力偶的概念；知道力偶的计算知道力偶的性质二、能力目标能理解力偶的性质。
能计算力偶三、素质目标培养学生认真学习的兴趣教学重点力偶的计算教学难点力偶的性质教学方法演示法讲授法教学准备练习卷教学课时2课时教学过程教学内容教学组织第一课时一、导入新课上图中生活中的实例用到的是物理中哪个原理〖提问〗[生答] 力偶二、新课教学（一）力偶的概念1、力偶由两个等值、反向、不共线的（平行）力组成的力系称为力偶，记作),('FFm或m。
力偶的作用是只能使物体转动。
[演示实验]用手操作丝锥铰手进行攻丝。
[讲解]力偶的概念，演示力偶的作用。
2、力偶的大小力偶对刚体的作用效果不仅与力偶中两力的大小有关，而且与力偶臂有关，将力偶中力的大小和力偶臂的乘积冠以适当的正负号称为力偶矩，用m表示，即F dm±=其中：逆时针用“+”，顺时针用“-”；F表示力的大小；d为力偶臂（力偶臂是指两力作用线间的[讲解]力偶的计算公式[着重讲解]力偶臂的概念，采用不同的图形，画出力偶臂并演示，可让学生在黑板上画，确保大部分学生掌握这个概念。
距离）。
3、力偶的性质1）、力偶无合力，力偶不能与一个力等效，也不能与一个力平衡。
力偶只能与力偶平衡。
2）力偶对其作用面内任一点之矩与矩心的位置无关，恒等于力偶矩。
3）只要保持力偶矩不变，力偶可在其作用面内任意移转，且可以同时改变力偶中力的大小与力臂的长短，对刚体的作用效果不变.4）只要保持力偶矩的大小和力偶的转向不变，可以同时改变力偶中力的大小和力偶臂的长短，而不改变力偶对刚体的作用效果。
5）力偶在任意坐标轴上的投影等于零[推导] 利用平面汇交力系平衡方程的知识推导力偶无合力。
[引导推导] 力偶对作用面内任一点之矩。
[讲解]分析其它性质[记] 记住力偶的性质第二课时（二）平面力偶系的合成1、平面力偶系的概念作用面共面的力偶系称为平面力偶系。
[讲解]平面力偶系[演示]2、平面力偶系的合成平面力偶系合成的结果还是一个力偶（称为合力偶），合力偶矩等于力偶系中各分力偶矩的代数和。
《机械设计基础》电子教案 静力学公理、约束
分析下列结构中各构件的受力; 讨论哪些构件属于二力构件与
三力汇交
画出图示结构中各构件的受力图。不计 各构件重力，所有约束处均为光滑约束
将中间铰单独取出
F
B
FB1
FB 2
B
B
F
A
C
A
B
C
FA
FB1
FB2
画出图示结构中各构件的受力图。不计 各构件重力，所有约束处均为光滑约束
将中间铰置于任意一杆上
二、平面力对点之矩的概念
运动效应：移动
力矢
转
力矩
1、动力对点之矩的概念
以乘积Fd作为度量力F使物体绕O点转动效 应的物理量。
MO(F) F d
二、力矩的性质
1）力对点之矩，不仅取决于力的大小，还与矩心的位置有关。 2）力对任一点之矩，不因该力的作用点沿其作用线移动而改变。 3）力的大小等于零或其作用线通过矩心时，力矩等于零。 4）互成平衡的两个力对同一点之矩的代数和等于零。
公理二 二力平衡条件 (最简单的平衡条件)
作用在刚体上的两个力，使刚体处于平衡 的必要和充分条件是：这两个力的大小相等， 方向相反，且作用在同一直线上。
( 刚体不计自重)
F1 F2
公理三 加减平衡力系原理
在已知力系上加上或减去任意的平衡力系， 不改变原力系对刚体的作用效果。
推论一 力的可传性 作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线 移到刚体内任一点，不改变该力对刚体的作用。
三、力偶与力偶矩
一、力偶的概念
一对等值、反向而不共线的平行力组成的特殊力系。
用符号（F，F′）表示。
力偶作用面
力偶臂
大小可用力 矩计算
力偶只能使物体产生转动效应
机械基础教案
第1讲授课章节及主要内容：第1章静力学1.1 静力学的基本概念和公理教学目的：1、了解《机械基础》的主要任务、内容、学习方法。
2、正确理解力的概念及静力学基本公理。
3、正确理解约束、物体受力分析。
教学重点与难点：1、《机械基础》的知识体系和学习方法。
2、力的概念及静力学基本公理。
3、约束、物体受力分析。
教学方法：讲授法教学过程：一、《机械基础》的知识体系《机械基础》是一门应用范围极其广泛的综合性技术基础课程,它包含了传统学科中的工程力学、机械零件、传动与金属切削加工等内容。
工程力学主要包括理论力学、材料力学。
理论力学包括静力学、运动学和动力学。
二、《机械基础》的学习方法1、联系实际。
2、善于总结。
注意各章节的联系、学习、复习、巩固、应用、总结。
3、勤于交流。
要理解、要提问题、不能累计问题。
要学会利用参考资料,勤于观察,培养和提高动手能力。
第1章静力学一、静力学的研究对象：静力学是研究物体在力系作用下的平衡规律的科学。
二、静力学主要研究的问题：（1）力系的简化；（2）建立物体在各种力系下的平衡条件。
1.1 静力学的基本概念和公理1.1.1静力学的基本概念1、刚体的概念刚体是指在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变的物体。
刚体是理想化的力学模型。
静力学的研究对象仅限于刚体。
又称为刚体静力学。
2、力的概念1）力的定义：力是物体间相互的机械作用。
2）力的作用效果：使物体的运动状态（力的外效应）或形状发生改变（力的内效应）。
3）力的三要素力对物体的作用效果取决于三个要素：力的大小、方向和作用点。
力的单位牛(N)或千牛(KN)。
力是矢量。
力用黑体字或普通字母上加箭头或用有向线段来表示。
1.1.2静力学公理公理1 力的平行四边形法则作用在物体上某一点的两个力,可以合成一个合力。
合力作用在该点,起大小和方向由这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。
反之,一个力也可以分解成两个分力,分解也按平行四边形法则来进行。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章静力学
以下力为例讲解：
0)(0
=∑F M 组合。
[问]什么情况下有这个方程呢？ [生答]
[讲授]在所有力在X 轴方向时。
3、平衡方程的应用
求下图中A 、B 处的约束反力
（
[演示]演示试题
[引导学生思考] 用两种形式立方程
[学生交流] [讲授]试题
4、“担水”定律
由题中的结论，我们可知A 、B 两点的力的分配原则：A 、B 处的两力将分担力F 的大小，将力F 分为（a+b ）等分，其中A 处力占b 等分，B 处占a 等分。
课堂练习：
[讲授]“担水”定律 ^
[引导学生练习] [学生练习]
[巡视]学生做练习的情况
[学生展示]当大部分学生做完以后，请一位同学上黑板上板书他们的作业 [讲授并评价]
—
第二课时
（二）均布载荷
;
1、概念：如图AB 梁上受的载荷，是均匀地分布在梁上，这种载荷称为均布载荷。
分布系数q ：单位长度上的受力，单位：m
N
[演示]演示试题 [引导学生思考] [学生交流] [讲授]试题
*
[讲解]简化的过程其，合力Q 的
X Y a B —
F
b 1 B A 8 ( 1 @ A 1 3
2、均布载荷的简化
根据力的平移定理，可将其往作用长度的中点C简化，
这样其合力L
q
Q•
=，没有附加的力偶。
计算
￥
[问]若向AC的中点简化会得到
怎样的结果？
[引导学生思考]
[讲授]其结果，并与前面的平面
任意力系简化结果的讨论进行联
系，说明与简化中心有关，但主
矢的大小Q与简化中心无关。
（四）课堂练习
1、已知：q， a , P=qa, M=Pa，求：A、B两点的支座反力？|
[演示]演示试题
[引导学生思考]
[学生交流]
[讲授]试题
2解题过程：解：选AB梁为研究对象，画受力图，列平衡方程：
*
[讲解并演示]
三、课堂小结
均布载荷
平面平行力系的平衡方程
[讲解]课堂内容小结
四、作业
达标练习8
C
Q。