物体的受力分析和受力图

第一章课题四物体的受力分析和受力图

教学目的要求：

掌握物体的受力分析方法，并能正确画出受力图

教学重点和难点：准确地画出物体的受力图

解决措施：掌握物体的受力分析方法，严格规范画受力图的步骤，教师示范与学生课上练习相结合。

授课类型：采用课件讲练结合

教学进程和时间分配（两学时）

1、复习引入5分钟

2、讲授新课60分钟

3、课堂练习18分钟

4、课堂小结5分钟

5、布置作业2分钟

教具准备：

课件、三角板、圆规、课堂练习题

结构提纲：

复习引入—讲授新课—课堂练习—课堂小结—布置作业

复习引入（5分钟）采用课件，提问方式

1、四种常见约束：柔体约束、光滑面约束、

铰链约束、固定端约束

2、各类约束的约束反作用力特点

柔体约束约束反作用力的特点：力的作用点在连接点，力的作用线沿着柔体的中心线，力的方向离开被约束物体。通常用F T或T S表示。如图所示

光滑面约束约束反作用力的特点：力的作用点在接触

点，力的作用线沿着接触面的公法线，力的作用方向指向被约束的物体，通常用T N表示。

铰链约束（两种支座）

固定铰链支座约束反作用力：常用相互垂直的两个分力F RX和F RY表示

活动铰链支座约束反作用力：力的作用线必通过铰链中心，且垂直于支承面，方向有两种情况。

讲授新课（60分钟）

§1.4物体的受力分析和受力图

一、概念（采用课件）

1、研究对象：所研究的物体称为研究对象

2、分离体：解除约束后的物体

3、受力图：在分离体上画上它所受的全部主动力和约束反力的图

二、画受力图的步骤

1、首先确定研究对象

2、在研究对象上画出全部已知的主动力。

3、在研究对象上解除约束的地方画出相应的约束反力。

三、下面举例说明物体受力分析及画受力图的方法

例1均质球重G，用绳系住，并靠于光滑的斜面上，如图所示。试分析球的受力情况，并画出受力图。

解①确定球为研究对象

②画出主动力G，约束反作用力F T和F N

注：满足三力平衡汇交定理

此题目的：掌握如何对物体进行受力分析，并规范画图顺序。

教学方法：先板书，一步一步按步骤讲解，然后通过课件演示以加深影响

课堂练习（5分钟）：两学生演板，其余在下面练习

例2均质杆AB，重量为G，支于光滑的地面及墙角间，并用水平绳DE系住，如图所示。试画出杆AB的受力图。

解①确定杆AB为研究对象

②画出主动力G，三个约束反作用力F NA、F TD和F NC

此题目的：掌握特殊光滑面约束的受力图，如何找其作用线；进一步规范画图步骤

教学方法：先通过板书按步骤讲解，然后通过课件演示课堂练习：两学生演板，其余在下面练习

课堂练习（5分钟）：教师学生共同完成

例3水平梁AB用斜杆CD支撑，A、C、D三处均为光滑铰链连接，均质梁重G，其上放一重为G1电动机，如图所示。如不计杆CD的自重，试分别画出杆CD和梁AB（包括电动机）的受力图。

解①先确定杆CD为研究对象，画出受力图（二力构件）

②以水平梁AB为研究对象，画出受力图

此题目的：掌握二力杆的受力分析；了解作用力和反作用力的画法；固定铰链支座的受力分析；进一步规范画受力图的步骤。教学方法：板书，课件相结合

例4水平梁AB两端分别由固定铰链支座和活动铰链支座支承，在C处作用一力F，如图所示。若梁自重不计，试画出梁AB的

受力图

解①取梁AB为研究对象

②画出主动力G，约束反力

注意： A点约束反力的两种画法

此题目的：如何画铰链约束反力；熟练运用三力平衡汇交定理判断未知力的作用线（三力构件）

教学方法：板书两种受力图，讲解其受力分析要点，结合课件加深印象

课堂练习（共18分钟）练习题附后

课堂小结（5分钟）

1、画受力图的步骤

2、画受力图时必须注意的几点

①.必须明确研究对象

②.正确确定研究对象受力的数目

③.正确画出约束反力

④.画受力图时，先找出二力构件，然后是其他物体；当分

析两物体间相互的作用力时，遵循作用与反作用公理

布置作业（2分钟）

《工程力学》习题册第3页第五大题4、5、6、7、8小题

课堂练习题

一、画出图示中球的受力图。

二、画出图示中AB杆的受力图。

三、如图所示，试分别画出图中AD杆件，BC杆件的受力图。

四、画出下图AB、BC杆件的受力图（注意二力杆件、三力构件）