杆件的受力图教案.docx

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杆件的受力图教案

机械基础机械基础第一学年第一学期教案编号

课题名称

机械基础

课时

2

章节

项目2工程力学基础

任务二杆件的受力图

总课时

32

教

学

目

标

知识目标

1.了解约束、应力的概念；

2.学会绘制杆件的受力图；

3.学会分析平面力系。

能力目标

培养学生能够绘制杆件的受力图能力

情感态度

价值观

培养学生对力学的认识与学习的兴趣

教学

重点难点

重点

1、物体的受力分析和受力图

2、平面力系的简化

难点

1.物体的受力分析

教学环境

教室

教学资源

机械挂图、教具

课前准备

准备挂图、教具

教法建议

讲授法、讨论法

教学活动设计

序号

主要教学内容

师生活动设计

1

一、约束与约束力

学生、老师互动讨论为主

2

二、物体的受力分析和受力图

教师重点介绍

3

三、平面力系的简化

教师重点介绍

教学实施步骤

教学

教学内容及教师活动

学生活动

时间分配

环节

复习

旧课

提问：

1.静力学的基本公理

2.平面力偶系的合成和平衡条件

分别找学生回答

10ˊ

知识链接

一、约束与约束力

限制构件运动的其他物体，均为改构件的约束。

约束对研究对象的作用本质上就是力的作用，这种力称为约束力。

常见约束类型有：

柔性体约束、光滑面约束、铰链约束

1、柔性约束

工程上常见的传动带、柔软的绳索和链条的约束称为柔性体约束。

特点：

只能受拉力作用而不能受压力作用。

如图2-2-1所示，绳索对物体的约束就属于柔性体约束。

其大小与物体的重量相等，作用点为绳索和重物的接触点，方向沿着绳索背离物体，用T表示。

2、光滑面约束

当两物体直接接触，且表面光滑，这种光滑面构成的约束称为光滑接触面。

光滑接触面的约束力通过接触点，方向沿着接触面在该点的公法线并指向受力物体，常用N表示。

如图2-2-2

老师、学生互动讨论

5’

8’

8’

3、铰链约束

由铰链构成的约束称为铰链约束。

如图2-2-3（a）（b）

两种常见的铰链支座约束：

（1）、固定铰链支座

如果构件汇总的一个固定在地面或机架上，这类约束称为固定铰链支座，如图2-2-4所示。

老师具体讲解

用挂图以图形并茂的形式，结合知识点进行具体的讲解，并让学生思考，举例说出自己平时见到过的零件。

7’

7’

（2）、活动铰链支座

如图2-2-5（a）所示，支座中有几个圆柱滚子可沿某一方向滚动。

其约束力垂直于支承面且通过铰链中心。

图2-2-5（b）为活动铰链支座的简化图。

4、固定端约束

如图2-2-6所示车床上得刀架对车刀的约束属于固定端约束。

二、物体的受力分析和受力图

教师重点介绍并用挂图，以图形并茂的形式，结合知识点进行具体的讲解，并让学生思考

想一想：

现实生活中存在的铰链？

5’

5’

8’

在工程实际中，为了求未知的约束力，需要根据已知力，应用平衡条件求解。

表示物体受力的简明图形称为受力图。

画受力图的一般步骤如下：

（1）把研究的物体从周围的物体中分离出来，称为分立体，单独画出它的简图。

（2）在分离体上画出全部主动力。

（3）在分离体上画出全部约束力。

例1、重为G的球用绳索AB固定，并靠在光滑的斜面上，如图2-2-7（a）所示。

试分析其受力情况，并画出受力图。

解：

（1）确定研究对象，将球的所有约束全部解除，从周围物体中分离出来，单独画出。

（2）进行受力分析，球受到主动力G作用，作用于球心，方向铅垂向下。

解除绳索约束，代之以拉力TB。

解除光滑斜面约束，代之以反力NC，NC垂直于斜面而指向球心。

（3）画出分立体所承受的全部主动力和约束力，根据平衡汇交定理，三力的作用线汇交于球心O，如图2-2-7（b）所示。

教师重点介绍并用挂图，以图形并茂的形式，结合知识点进行具体的讲解，并让学生思考

7’

7’

三、平面力系的简化

1、力的平移定理

作用于刚体上得力，可平移到刚体上得任一点，但必须附加一力偶，其附加力偶矩等于原力对平移点的力矩。

如图2-2-9（a）所示，力F作用于刚体上A点，根据加减平衡力系公理，可平行移到刚体上任一点O，在O点加上一对大小相等、方向相反、与F等值的平行力F’、f’’，如图2-2-9（b）所示。

2、平面一般力系的简化

平面一般力系向一点简化的方法是应用力的平移定理，将平面一般力系分解成两个力系（平面汇交力系和平面力偶系），如图2-2-11所示。

然后，再将两个力系分别合成，可得一个力和一个力偶，这个力等于该力系主矢F’R作用于简化中心O；这个力偶的矩等于该力系对于O点的力矩，称为主矩Mo。

教师重点介绍并用挂图，以图形并茂的形式，结合知识点进行具体的讲解，并让学生思考

教师重点介绍并用挂图，以图形并茂的形式，结合知识点进行具体的讲解，并让学生思考

8’

主矢F’R为平面力系中所有各力的矢量和，即：

FR=F’1+F’2+…+F’n=F1+F2+…+Fn

主矩Mo等于各附加力偶矩的代数和，即：

Mo=M1+M2+…Mn

课后作业

教材课后练习的1、2、3题

课堂小结

小结：

1、约束与约束力

2、物体的受力分析和受力图

3、平面力系的简化

5’

板书设计

任务二杆件的受力图

一、约束与约束力

1.概念

2.约束类型

⑴柔性体约束

⑵光滑面约束

⑶铰链约束

⑷固定端约束

二、物体的受力分析和受力图

1.定义

2.分析步骤

三、平面力系的简化

1.力系分类

⑴平面力系和空间力系

⑵汇交力系和平行力系

⑶一般力系

2.力的平移定理

3.平面一般力系的简化

..

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