力的基本性质
§1·1 力的概念 三个性质力
§1·1 力的概念三个性质力一、力的概念1、力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的。
2、力的特性⑴物质性——任何力不能离开物体而独立存在；⑵矢量性——力有大小和方向，遵循平行四边形定则；⑶相互性——物体间力的作用是相互的；⑷独立性——一个力作用于某个物体产生的效果，与这个物体是否同时受到其他力的作用无关。
⑸时空性——力的作用离不开时间和空间。
注意：物体运动状态或形态的变化量，取决于力对时间和空间的累积效应。
3、力的作用效果⑴静力效果——力可以使物体发生形变；⑵动力效果——力是使物体产生加速度的原因。
注意：质点、刚体等理想模型不讨论形变问题，而实际物体既要产生形变又要产生加速度。
4、力的三要素——大小、方向和作用点。
5、力的表示方法⑴力的图示⑵力的示意图6、力的分类⑴按性质分所谓按性质分也就是按力的产生的条件，以及力的产生规律（大小、方向、作用点）特点分类。
重力（万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力……⑵按效果分压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力……⑶按产生条件分场力（非接触力）、接触力。
⑷按研究对象分外力、内力。
⑸按本质分现代物理学理论，物体间的相互作用分四类：①长程相互作用：万有引力作用、电磁相互作用。
②短程相互作用：强相互作用、弱相互作用。
宏观物体间只存在长程相互作用。
【例1】〖2003春季高考·江苏〗以下关于力的几种说法中，错误的是（）。
A 、力是物体间的相互作用；B 、力能使物体发生形变；C 、力是维持物体运动的原因；D 、力是物体产生加速度的原因。
解析：物体可由于惯性而保持运动状态，无需力来维持。
所以，本题答案为C 。
二、重力1、重力的产生狭义上指由于地球的吸引而使物体受到的力。
广义上指由于星球的吸引而使物体受到的力，一般距离星球较远时谈万有引力。
2、重力的大小 mg G =⑴与物体的运动状态无关；⑵在地球上除两极外，都不等于万有引力； ⑶在高空中（或忽略地球的自转）时2r Mm G mg =。
力的概念及性质
力的概念及性质
物体在受力后产生的效应可以分为 以下两种。
（1）外效应，也称为运动效应， 可以使物体的运动状态发生改变。
（2）内效应，也称为变形效应， 可以使物体的形状发生改变。
力的概念及性质
2. 力的三要素
力对物体的作用效应取决于三个要素：力的 大小、方向、作用点。
（1）力的大小表示物体相互间机械作用的强 弱程度。
（2）力的方向表示物体间的相互机械作用具 有方向性，它包括力作用线在空间的方位和力沿 其作用线的指向。
力的概念及性质
（3）力的作用点是指力在物体上的作用位置。实 际上，两个物体之间相互作用时，其接触的部位总是占 有一定的面积，力总是按照各种不同的方式分布于物体 接触面的各点上。当接触面面积很小时，则可以将微小 面积抽象为一个点，这个点称为力的作用点，该作用力 称为集中力；反之，如果接触面积较大而不能忽略时， 则力在整个接触面上分布作用，此时的作用力称为分布 力。分布力的大小用单位面积上力的大小来度量，称为 荷载集度，用q（N/mm2）来表示。
图1-1工程力学Fra bibliotek工程力学
力的概念及性质
1.1 力的概念
力的概念产生于人类从事的生产劳动 当中。当人们用手握、拉、掷及举起物体时， 由于肌肉紧张而感受到力的作用，这种作用 广泛存在于人与物及物与物之间。例如，奔 腾的水流能推动水轮机旋转，锤子的敲打会 使烧红的铁块变形等。
力的概念及性质
1. 力的定义
力是物体相互间的一种机械作用，它能使 物体的运动状态或形状发生改变。物体相互间 的机械作用形式多种多样，可归纳为两类：一 类是物体相互间的直接接触作用，如弹力、摩 擦力等；另一类是通过场的相互作用，如万有 引力。力不能脱离物体而单独存在，有力必定 存在两个物体，即施力体和受力体。
力的概念与性质
力的概念与性质力是物体之间相互作用的一种表现形式，是物体产生加速度的原因。
力的概念与性质的研究对于我们理解物理世界的运动规律具有重要意义。
本文将从力的概念、力的性质以及力的应用三个方面来论述力的相关知识。
一、力的概念力是物体之间相互作用的一种表现形式，它是描述物体运动状态的重要物理量。
力的存在可以改变物体的运动状态，包括物体的速度、方向和形状等。
力的概念源于牛顿力学，最初是由英国物理学家艾萨克·牛顿提出的。
他认为力是一种导致物体发生加速度变化的原因。
根据牛顿第二定律，力的大小等于物体质量乘以加速度，即F = ma。
其中F代表力，m代表物体的质量，a代表物体的加速度。
二、力的性质力具有以下几个重要的性质：1.作用力与反作用力：根据牛顿第三定律，作用在一个物体上的力必定有一个等大反向的反作用力作用在另一个物体上。
例如，当我们站在地面上时，我们会感受到地面对我们施加的支持力，同时我们也对地面施加了一个大小相等但方向相反的反作用力。
2.力的合成：当多个力同时作用在一个物体上时，它们的效果可以通过力的合成来描述。
力的合成是指将多个力按照一定的规则进行合成，得到一个合力。
合力的大小和方向由各个力的大小和方向决定。
3.力的分解：与力的合成相反，力的分解是将一个力拆解为多个分力的过程。
通过力的分解，我们可以分析一个力对物体的作用效果。
4.力的单位和量纲：国际单位制中，力的单位是牛顿（N），量纲是质量乘以加速度，即[M][L][T]^-2。
常用的力的单位换算关系是：1牛顿 = 1千克·米/秒^2。
三、力的应用力作为物理学的基本概念，在生活中有着广泛的应用。
1.机械运动：在机械运动中，力是产生加速度和改变物体运动状态的原因。
例如，摩托车引擎通过产生推力来驱动摩托车加速。
2.重力运动：重力是一种质量之间的相互吸引作用，是力的一种特殊形式。
地球对物体的引力是物体受到的常见力之一，它决定了我们身处地球表面时的重量。
力的概念、四种基本相互作用;三种常见力：重力、弹力、摩擦力
力的概念、四种基本相互作用；三种常见力：重力、弹力、摩擦力一、力的概念：1、力：物体间接相互作用。
2、力的作用效果：使物体发生形变或使物体的运动状态发生变化（产生加速度）3、力的性质：（1）物质性：力是物体对物体的作用，一个物体要受到力的作用，一定是另一个物体对它施加这种作用，力是不能离开物体而存在的。
即没有物体（受力物和施力物），就谈不上力的作用（2）力的作用的相互性：任何两个物体之间的作用总是相互的，施力物同时也是受力物。
（3）力的矢量性，力不仅有大小，还有方向，力是矢量，其去处遵守矢量运算法则—平等四边形定则。
（4）力的独立性，一个力作用于某个物体上产生的效果，与这个物体同时受其他力的作用无关，这就是力的独立性作用原理。
说明：物体间的相互作用并不一定要相互接触。
4、力的三要素：大小、方向盘、作用点。
5、力的测量：用测力计测量（最常用的测力计是测力计）6、力的单位：在SI制中，力的主单位是“牛顿”简称：牛，代号：N.7、力的分类：（1）根据力的性质分为：重力（万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等。
（2）根据力的效果可分为：拉力、张力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等。
说明：根据效果命名的不同名称的力的力，性质可相同；同一性质的力，其作用效果可能不同。
如上抛一小球，在球上升的过程中，重力是阻力，而小球越过最高点下落时，重力以成为动力，而将小球和地球看成一个系统时，重力以成为内力。
8、力的表示法：（1）力的图示：用一条有向线段可完整地把力的三要素地表达出来，带有的线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭头或箭尾表示力的作用点。
（2）力的示意图：不需要画出力的标度，只要用一箭头的线段示意出力的方向。
说明：①用力的图示法表示力时，标度的选取是任意的，实际问题中可根据实际力的在大小作恰当的选择，尽量使画出的力既容易分度，以使整个图面匀称、美观，不仅画出力的作用点和方向，还是要将线的长短按标度严格画出。
力的基本性质
2.关于作用力与反作用力，下面说法正确的是（ A ）。 A作用力与反作用力同时产生、同时消失 B一个作用力与反作用力可以是不同性质的力Байду номын сангаасC一个作用力和反作用力的合力为零 D只有两个物体相对静止时，它们的作用力与反作用力 的大小才相等。
3.作用在刚体上的三个相互平衡的力，若其中两 个力的作用线相交于一点，则第三个力的作用 Ｃ 线 _______
F
5. 力的单位：在国际单位制中，力的单位是牛 (N)或千牛（kN) 。
二、静力学的基本公理 公理1(二力平衡公理) 使刚体在两个力作用下维持平衡状态的必要和
充分条件是：两个力大小相等、方向相反且作 用在同一条直线上。 等值、反向、共线、同体 F2
F1
讨论1：能不能在曲杆的A、B两点上施加二 力，使曲杆处于平衡状态。
第一节 力的基本性质
一、力的定义 1.定义：力是物体间相互间的机械作用。 力不能脱离物体而独立存在。 2. 力的效应 外效应——改变物体运动状态的效应。 内效应——引起物体变形的效应。
大小
3. 力的三要素
方向
作用点
【2011年高考题】 1.力的三要素是指 大小 、 方向 、 作用点 。
4.力的表示法：力是一矢量，用数学上的矢量 记号来表示，如图。
【讨论1】如图(a)求分力P1、P2的合力，问哪 个图正确。
A B A B
A
B
A B
C
推论1（三力平衡汇交定理）：当刚体受三个力 作用而处于平衡时，若其中两个力的作用线汇 交于一点，则第三个力的作用线必交于同一点， 且三个力的作用线在同一平面内。 如图，Ｆ１、Ｆ２汇交于一点Ａ，则Ｆ３通过 Ａ点。
A.必定交于同一点 B.不一定交于同一点 C.必定交于同一点且三个力的作用线共面 D.必定交于同一点但不共面。
有心力的基本性质
有心力的基本性质
有心力是指一个物体运动时所受到的向心力，它是一种基本的物理力。
有心力的基本性质包括以下几个方面：
有心力是一种向心力，即作用在物体运动轨迹上的一个向心的力。
有心力的大小、方向和作用点都是固定的，它随着物体的运动而不断改变方向，但其大小始终不变。
二、有心力的来源
有心力的来源是物体在运动过程中所受到的惯性力和拉力。
当物体沿着曲线运动时，需要受到向心力来保持其运动状态。
惯性力是物体自身的惯性所产生的，它会使物体朝着惯性方向运动。
拉力则是在物体运动时由外部施加的一种力，它是为了保持物体在其运动轨迹上运动。
三、有心力与速度的关系
有心力与物体的速度有密切关系。
当物体的速度增大时，所受到的向心力也会增强。
这是因为向心力是用来使物体沿曲线运动的，当物体的速度增加时，曲线的半径需要更大才能保持向心力。
因此，向心力与物体的速度成正比。
有心力的方向始终指向物体运动轨迹的圆心，它与速度方向、加速度方向和曲线的切线方向都垂直，所以有心力也被称为径向力。
根据向心力的方向和大小可以确定物体在曲线上的运动状态。
离心力是一种指向物体运动轨迹圆心的向外的力，它是向心力的反作用力。
当物体受到向心力时，它会产生一种离心力，试图使物体逃离圆心。
这是因为向心力产生了一个向圆心的加速度，而离心力产生一个向外的加速度，使物体处于动态平衡状态。
力的概念与基本性质21641ppt课件
精选ppt
25
【例2】关于两物体间的相互作用，下面说法正确的是
( C)
• 马拉车不动，是因为马拉车的力小于车拉马的力 B. 马拉车前进，是因为马拉车的力大于车拉马的力
C. 马拉车不论动还是不动，马拉车的力的大小总等于 车拉马的力的大小
D. 马拉车不动或匀速前进时，才有马拉车的力与车拉 马的力大小相等
B、800N
C、700N
D、50N
F
精选ppt
G1
G2
15
公理四：作用力与反作用力
• 研究两个物体相互作用的力：
• 一、小游戏： • 两个不同颜色的气球相互挤压
• 观察：气球的变化
精选ppt
16
两个物体之间力的作用总是相互的。
两个物体间的这种相互作用力，叫做作
用力和反作用力。 精选ppt
17
作
即合力为零 （F合=0）
精选ppt
10
生活中的二力平衡例子：两人推门
F2
F1
F1= F2
精选ppt
11
悬挂着的电灯 F
G
F=G
精选ppt
12
公理一：二力平衡公理
结论：作用于同一个刚体上的两个力， 使刚体处于平衡状态的必要与充分条 件是 这两个力（同时满足） （1）大小相等 F1 = F2 （2）方向相反 F1 = –F2 （3）作用线共线。（必须共线，平行都不 可以！）
电灯对地球的引力G´
精选ppt
23
公理四：作用力与反作用力
• 作用力和反作用力永远是:等值、反向、 • 共线、异体、且同时存在。
即：同时存在，同时 消失，等值、反向、 共线，作用在相互作 用的两个物体上。
[例] 吊灯受力分析：
第二章 杆件的静力分析 复习资料(学生)
第二章杆件的静力分析复习资料一、力的概念1、力是使物体的运动状态发生变化或使物体产生变形的物体之间的相互机械作用。
2、力的三要素：、和。
当这三个要素中任何一个改变时，力对物体的作用效应就会改变。
3、力是一个既有又有的矢量。
在国际单位制中，力的单位用（牛）或（千牛）表示。
二、力的基本性质1、作用与反作用定律一个物体对另一个物体有一作用力时，另一物体对该物体必有一个反作用力。
这两个力相等、相反、作用在上，且分别作用在上。
2、二力平衡公理作用于某刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力、，且上。
作用于刚体上的力，可以沿其移动到该刚体上的，而它对刚体的作用效果。
3、力的平行四边形法则作用在物体上同一点的两个力，其合力也作用在该点上，合力的和由这两个力为邻边所作平行四边形的确定。
4、力的分解1）工程中常将作用力分解为沿方向的分力和方向的分力。
2）在人拉车相同力的情况下，越小，拉车的效果越明显，是因为起到拉车的作用，起到减少车与地面正压力的作用。
3）当物体沿水平方向运动时，常将力分解为沿方向和方向；当物体沿斜面运动时，常将力分解为方向和方向。
三、力矩1、力对物体的作用效应，除 外，还有 。
2、在力学上用F 与d 的乘积及其转向来度量力F 使物体绕O 点转动的效应，称为力F 对O 点之矩，简称 ，以符号M0（F ）表示。
O 为力矩中心，简称 ；O 点到力F 作用线的垂直距离d 称为 。
Fd F o ±=)(M3、正负号表示两种不同的转向，规定使物体产生 旋转的力矩为正值；反之为负值。
4、力矩的单位是 （牛·米）或 （千牛·米）5、提高转动效应的方法：一方面可以 ，更有效的办法是 。
6、力矩原理的应用： 、 、 等四、力偶1、力学中，把作用在同一物体上 、 、 的一对平行力称为力偶，记作（F 1，F 2），力偶中两个力的作用线间的距离d 称为，两个力所在的平面称为力偶的作用面。
- 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)。
第二章构件的静力学分析
§2-1 力的基本性质
教学目标：
1、熟悉力的概念、性质；
2、理解约束类型，掌握约束反力方向的确定。
熟练绘制受力图
3、能把工程实际结构转换成力学模型，培养分析问题和解决问题的能力。
4、、了解约束类型及约束反力方向的确定。
5、能准确判断出约束类型并确定约束反力方向，有一定的分析问题和解决问题的能力。
教学重点：
1、力的概念、性质；
2、约束类型，约束反力方向的确定。
3、画受力图
教学难点：
约束反力方向的确定。
授课类型：新课
授课时间：第周
课时：课时
教学方法：
教学方法：讲练法、演示法、讨论法、归纳法。
教具：
教室里边的桌子，电杠，扫帚等
教学安排：
教学步骤：讲授与演示交叉进行、讲授中穿插讨论、讲授中穿插练习与设问，最后进行归纳。
教学过程：
一、导入新课：
构件的静力分析是选择构件材料、确定构件外形尺寸的基础。
构件的静力分析是以刚体为研究对象。
刚体是指受力后变形忽略不计的物体。
二、新课教学：
一、力的概念
1.力的定义
力是物体相互间的机械作用，其作用结果使物体的形状和运动状态发生改变。
说明：力的效应分外效应—改变物体运动状态的效应。
内效应—引起物体变形的效应。
2.力的三要素
力的大小、方向、作用点（线）。
3.力的表示法
力是矢量，用数学上的矢量记号来表示。
4.力的单位
在国际单位制中，力的单位是牛顿(N)
1 N= 1公斤•米/秒2（kg •m/s
2 )。
启发教学：
2020F N F N
==哪一种正确？ 注意区别矢量与标量。
二、力的基本性质
公理一(二力平衡公理)
要使刚体在两个力作用下维持平衡状态，必须也只须这两个力大小相等、方向相反、沿同一直线作用。
二力构件—不计自重只在两点受力而处于平衡的构件。
与构件形状无关。
设问：
能不能在曲杆的A 、B 两点上施加二力，使
曲杆处于平衡状态。
公理二(力平行四边形公理)
作用于物体上任一点的两个力可合成为作用于同一点的一个力，即合力。
合力的矢由原两力的矢为邻边而作出的力平行四边形的对角矢来表示。
矢量表达式： 12R F F F =+
课堂讨论：
分析下列哪种表达式正确？12R F F F =+ 12R F F F =+
公理三(加减平衡力系公理)
可以在作用于刚体的任何一个力系上加上或去掉几个互成平衡的力，而不改变原力系对刚体的作用。
而不☉力不能移出作用线以外；
F
☉力不能移出刚体外。
启发教学：
为什么说二力平衡条件、加减平衡力系原理和力的可传性等都只适用于刚体？
公理四(作用和反作用公理)
任何两个物体相互作用的力，总是大小相等，作用线相同，但指向相反，并同时分别作用于这两个物体上。
三、约束类型
1、基本概念
☉非自由体对自由体的限制称为约束。
☉约束限制非自由体运动的力称为约束反作用力，简称约束反力。
2、常见约束类型
（1 ）柔体约束
组成：柔软的绳索、链条或带。
反力：只能是拉力。
（2）光滑面约束
组成：导轨、滑槽、气缸等。
反力：法向支承力。
（3）、光滑铰链约束
A 、固定铰链约束
反力：正交分力。
B 、活动铰链约束
反力：法向支持力。
（4）、固定端约束
反力：正交分力和反力偶。
应用： 轴承、桥梁、内燃机、飞机、遮雨棚等。
四、画受力图
1、取分离体
2、画出主动力
3、画出约束反力
三、
1
234F
B
A x B
四、作业
1、什么是力以及力的三要素？
2、什么是约束以及约束反力？
3、叙述二力平衡公理和作用力与反作用力公理。
4、简述几种常见的约束。