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1、1,2018/10/22,土木工程力学 第一章第一节 静力学的基本知识,合肥铁路工程学校 机电教研室,2,2018/10/22,静力学的基本知识,温故知新,学习探究,知识强化,课堂延伸,提纲挈领,一、刚体的概念,二、力的概念,三、平衡及力系的概念,3,2018/10/22,本节课需要解决的问题:1、什么是刚体？ 2、力的概念。 3、什么是力系？ 4、平衡的概念。,学习探究,静力学的基本知识,4,2018/10/22,第一章 力和受力图,第一节 静力学的基本知识,5,2018/10/22,一、复习提高,1、强度、刚度、稳定性的定义是什么？,2、静力学的研究对象是什么？,3、按照几何特征构件划分为
2、哪三种？,学习探究,静力学的基本知识,6,2018/10/22,二、新课,静力学：研究刚体在力的作用下的 平衡规律,刚体？,关系 如何？,力？,平衡？,学习探究,静力学的基本知识,7,2018/10/22,一、什么是刚体？,1. 刚体的概念,定义： 所谓刚体是这样的物体，在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变。,刚体是在力的作用下不变形的物体。,学习探究,静力学的基本知识,一、什么是刚体？,8,2018/10/22,学习探究,静力学的基本知识,二、什么是力？,9,2018/10/22,9,提水桶时水桶受到手施加的力的作用，水桶运动发生改变，人也有感觉，提水使双臂肌肉紧张收缩。掰手腕
3、时双方用力肌肉也会紧张收缩，从而让我们体会到力的存在。,学习探究,静力学的基本知识,10,2018/10/22,学习探究,静力学的基本知识,看看都有哪些力？,11,2018/10/22,学习探究,静力学的基本知识,看看都有哪些力？,12,2018/10/22,学习探究,静力学的基本知识,看看都有哪些力？,13,2018/10/22,学习探究,静力学的基本知识,看看都有哪些力？,14,2018/10/22,说明了：力是使物 体产生变形 或者改变物体运动状态的根本原因,学习探究,静力学的基本知识,15,2018/10/22,1.力的概念：,定义,条件,力是物体间相互的机械作用。 可以使物体的运动状
4、态发生变化或者 使物体的形状发生变形,1.力不能离开物体而单独存在； 2.力是物体间的相互作用，有施力物体就必须有受力物体,学习探究,静力学的基本知识,16,2018/10/22,16,人在提水的过程中，若把水桶看成是受力物体，则手是施力物体；反之，若认为手是受力物体，则水桶是施力物体。判别时主要是判断哪个是主动，哪个是被动。 施力物体与受力物体的判别： 主动：施力物体 被动：受力物体,施力物体和受力物体,学习探究,静力学的基本知识,17,2018/10/22,当我们推开门的时候：手是施力物体，而门是受力物体。,大家想一想，你能举出关于力的例子吗？并分析一下那个是受力物体和施力物体？,学习探究
5、,静力学的基本知识,18,2018/10/22,2.力的分类,作用 方式,学习探究,静力学的基本知识,19,2018/10/22,学习探究,静力学的基本知识,20,2018/10/22,20,外效应：力使物体的运动状态发生改变的效应。（运动效应） 内效应：力使物体的形状发生变化的效应。（变形效应）,3.力的作用效应,学习探究,静力学的基本知识,21,2018/10/22,力的作用效应： 内效应: 物体的变形。 外效应: 物体的运动状态的改变,注意： 力作用于可变形的物体时，既有内效应，也会有外效应。 力作用于刚体时，不会有内效应，只可能有外效应。,长征六号首飞成功,学习探究,静力学的基本知识,
6、22,2018/10/22,力的表达,A,力的三要素,B,力的图示,学习探究,静力学的基本知识,23,2018/10/22,力的作用效果与力的哪些因素有关呢?,学习探究,静力学的基本知识,24,2018/10/22,哪些因素能影响力的作用效果呢？,1、用手拉弹簧，力越大，弹簧伸的越长,用力越大，弹簧伸得越长； 表明力的作用效果跟_有关 。,力的大小,学习探究,静力学的基本知识,25,2018/10/22,2、用力向右拉弹簧，弹簧的长度变_。 用力向左压弹簧，弹簧的长度变_ 。,可见，力的作用效果还跟力的_有关？,长,短,方向,学习探究,静力学的基本知识,26,2018/10/22,不同位置开门
7、作用效果一样吗？,思考？,力的作用效果与力的作用点有关,学习探究,静力学的基本知识,27,2018/10/22,1.力的三要素,力,学习探究,静力学的基本知识,28,2018/10/22,定义：物体间相互作用的强弱程度 单位：N（牛顿）或者KN（千牛）,力的大小,握力为3KN,学习探究,静力学的基本知识,29,2018/10/22,定义：静止的物体在该力的作用下可能产生的运动或者运动趋势的方向，包括作用线的指向和方位,力的方向,杯子受到 竖直向下的重力,学习探究,静力学的基本知识,30,2018/10/22,定义：力作用在物体上的位置,力的作用点,作用在受力物体上的点,学习探究,静力学的基本知
8、识,31,2018/10/22,力的作用点,学习探究,静力学的基本知识,集中力：当接触面面积很小时，力的作用点则可以抽象为一个点，这个点称为力的作用点。该作用力称为集中力。,32,2018/10/22,力的作用点,学习探究,静力学的基本知识,分布力：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。 例如雪荷载、风荷载一般都是分布力。 分布力的大小用单位面积上的力的大小来度量，称为荷载集度。用q（N/m2）表示。,33,2018/10/22,议一议,下列图中是通过改变力的哪个要素从而改变力的作用效果?,通过改变力的大小,学习探究,静力学的基本知识,34,2018
9、/10/22,通过改变力的方向,学习探究,静力学的基本知识,图中是通过改变力的哪个要素从而改变力的作用效果?,35,2018/10/22,我们知道力的作用效果的三要素以后，我们要如何来表达一个力呢？,学习探究,静力学的基本知识,36,2018/10/22,2.力的图示,在图上把力的三要素表示出来,我们知道力是矢量（既有大小又有方向的量）， 它是受力的三要素控制的，所以我们在表示力的 图示时，一般用一条带有箭头的线段来表示力,学习探究,静力学的基本知识,37,2018/10/22,力的大小：60牛 力的方向：水平向右 力的作用点：作用在物体上,例图,F=60N,学习探究,静力学的基本知识,用大小
10、为60牛，水平向右的力拉小车,38,2018/10/22,力的图示法,用一根带箭头、有标度的线段表示力的三要素的方法,线段的起点,线段的长短,箭头所指方向,20N,F=60N,学习探究,静力学的基本知识,39,2018/10/22,学习探究,静力学的基本知识,40,2018/10/22,例题,在水平桌面上的小车,受到大小为80牛,方向水平向左的拉力,请用力的图示法画出这个力,F=80牛,将表示方向的箭 头画在线段之内,自己选取,推力时箭头和 作用点的关系,学习探究,静力学的基本知识,41,2018/10/22,作力的图示步骤,1、画单位线段（标度），并标示所表示力的大小,4、标方向（箭头画在线
11、段末端）,5、标力的字母和大小（例如：F=60N）,6、辅助线用虚线（有角度要标记出来）。,2、在受力物体上标示作用点,3、以作用点为起点画线段（单位线段整数倍 2倍),学习探究,静力学的基本知识,42,2018/10/22,1力的作用点必须画在受力物体上 2 力的箭头必须画在线段的末端，不能省略不画。 3 标度必须附在图上。 4 线段的长度必须与比例相符。 5 必须标出力的大小、单位、有角度的力必须标明角度。 6 力必须画成实线。,注意,学习探究,静力学的基本知识,43,2018/10/22,小车受到一个向右上方且与地面成300角的力，该力的大小为80牛。,20N,300,F=80N,例题,
12、学习探究,静力学的基本知识,44,2018/10/22,小车受到大小为80牛、水平向左的拉力的作用，力的作用点在A点，用力的图示表示这个力正确的是： （ ）,D,学习探究,静力学的基本知识,45,2018/10/22,放在水平地面上的物体，受到地面对它3牛向上的支持力的图示。,拿出笔和纸：画出图中物体所受力的图示,小球重100N，用轻绳悬挂静止，画出轻绳对球的拉力的图示。,你能分析力的作用点，力的方向和力的大小？思考一下！,学习探究,静力学的基本知识,46,2018/10/22,练习： 放在斜角为20的斜面上的物体，受到平行于斜面向上的12N的拉力。,学习探究,静力学的基本知识,47,2018
13、/10/22,定义：物体相对于地球保持静止或匀速直线运动的状态。例如课桌上的书、静止的桥梁。 要使物体处于平衡状态，作用于物体上的力必须满足一定的条件，这些条件称为平衡条件；,三.平衡的概念,学习探究,静力学的基本知识,三、平衡的概念,重力,支持力,48,2018/10/22,定义：作用在物体上的一群力。例如放在课桌上的书受到了重力、支持力，这两个力构成了一个力系。,三.平衡的概念,学习探究,静力学的基本知识,四、力系的概念,49,2018/10/22,一般情况下，一个物体总是同时受到若干个力的作用。我们把同时作用于一个物体上的一组力称为力系。,学习探究,静力学的基本知识,50,2018/10
14、/22,力系的分类：,平面力系,（1）平面汇交力系,（3）平面一般力系,（2）平面平行力系,为了便于研究和解决问题，将力系按照其各力作用线的分布情况进行分类。,空间力系,力系,各力的作用线不在同一平面内的力系称为空间力系。,学习探究,静力学的基本知识,51,2018/10/22,汇交力系：力系中各力作用线汇交于一点。 力偶系：作用于同一刚体上的一对大小相等、方向相反、但不共线的一对平行力称为力偶。 平行力系：力系中各力作用线相互平行 一般力系：力系中各力作用线既不完全交于一点，也不完全相互平行,三.平衡的概念,学习探究,静力学的基本知识,四、力系的概念,52,2018/10/22,平衡力系:
15、使物体处于平衡状态的 力系称为平衡力系。,力系的平衡,学习探究,静力学的基本知识,53,2018/10/22,1.判断下列物体是否平衡 A: 教学大楼 B：匀速直线行驶的汽车 C：刚刚离开站台的火车 D：火灾中正在倒塌的房屋 E：比萨斜塔,巩固练习,学习探究,静力学的基本知识,54,2018/10/22,2 .长方体木块对地面的压力是25牛，作出压力的图示。3. 木块静止在斜面上，画出斜面对木块的支持力和木块对斜面的压力的示意图。,巩固练习,学习探究,静力学的基本知识,55,2018/10/22,4.用与水平方向成30度角150牛的力拉一个物块，画出此力的图示,30,巩固练习,学习探究,静力学的基本知识,谢谢指导！,再见,
