力偶和力偶矩

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1、第五节第五节 力偶力偶 力偶矩力偶矩2021/3/101考纲要求考纲要求1.力、力矩力、力矩、力偶的概念与基本特性；、力偶的概念与基本特性；2.力的三要素；力的三要素；3.静力学四公理；静力学四公理；4.约束力与约束反力的分类与概念；约束力与约束反力的分类与概念； 2021/3/102本节课学习目标本节课学习目标1.掌握力偶的定义；掌握力偶的定义；2.掌握力偶的性质；掌握力偶的性质；3.正确应用力的平移定理解决实际问题。正确应用力的平移定理解决实际问题。4.区分力偶与平衡二力的不同点。区分力偶与平衡二力的不同点。2021/3/103在实际生活中在实际生活中,我们常见到汽车司机用双手转动我们常见

2、到汽车司机用双手转动方向盘方向盘,钳工用手动铰刀铰孔等。钳工用手动铰刀铰孔等。2021/3/104一、力偶一、力偶1.定义：由两个大小相等方向相反的平行力组成定义：由两个大小相等方向相反的平行力组成的二力的二力,称为力偶。称为力偶。2.记作：记作：(F,F)。3.力偶臂：力偶两力之间的垂直距离力偶臂：力偶两力之间的垂直距离 d。 显然力偶不能合成一个显然力偶不能合成一个力力,也不能用一个力来平衡也不能用一个力来平衡,或用一个力来等效替换。力或用一个力来等效替换。力偶可使物体转动或改变物体偶可使物体转动或改变物体的转动的状态。的转动的状态。d2021/3/105 力偶对物体的转动效果与力矩对物体

3、的转动效果力偶对物体的转动效果与力矩对物体的转动效果相同相同,力偶对物体的作用效应可用力偶矩来度量。力偶对物体的作用效应可用力偶矩来度量。5.力偶矩：力偶矩： 力与力偶臂的乘积称为力偶矩力与力偶臂的乘积称为力偶矩,记作记作 M。 MO(F,F) = MO(F) + MO(F)= Fd 2021/3/1066.方向规定:逆逆时针转时针转向向为为正正,顺顺时针转时针转向向为为负负,于是力偶矩可于是力偶矩可记记作作 M= F d。 。7.单单位：位：N m。 。2021/3/1077.性质：性质：(1)力偶在任何坐标轴上的投影为零，力偶无合力偶在任何坐标轴上的投影为零，力偶无合力。力。(2)力偶可以

4、在其作用面内任意移转力偶可以在其作用面内任意移转,而不改变而不改变它对刚体的作用。它对刚体的作用。(3)只要保持力偶矩大小和力偶的转动方向不变只要保持力偶矩大小和力偶的转动方向不变,可以同时改变力偶中力的大小和力偶臂的长短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。而不改变力偶对刚体的作用。2021/3/1088. 力偶的等效定理力偶的等效定理定理定理:在同平面内的两个力偶在同平面内的两个力偶,如果力偶矩相等如果力偶矩相等,则两力偶彼此等效。则两力偶彼此等效。5N6m10m3NM=30Nm2021/3/109AdBF（a）AdBF（b）FF=FAB（c）=1.定理：可以把作用在刚体上点 A的力F平行移到一点B,但同时必须附加一个力偶,这个附加力偶的矩等于原来的力 F对新作用点B的矩。二、力的平移定理二、力的平移定理M2021/3/1010课堂小结课堂小结定义：定义：表达式：表达式：等值、反向、共线的一对平行力。等值、反向、共线的一对平行力。力偶力偶影响因素影响因素:正负规定：正负规定：单位：单位：（ F， F ）力的大小；力的大小；力偶臂的长短力偶臂的长短逆正顺负逆正顺负国际单位制中，牛顿米，记作国际单位制中，牛顿米，记作NM。2021/3/1011