于英建筑力学06-约束与约束反力上.ppt
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学习探究建筑力学第一章第三节约束与约束反力(上)合肥铁路工程学校机电教研室11/11/20221学习探究约束与约束反力(上)温故知新学习探究知识强化课堂延伸提纲挈领11/11/20222学习探究本节课需要解决的问题本节课需要解决的问题:
1、约束与约束反力的概念约束与约束反力的概念约束与约束反力的概念约束与约束反力的概念2、柔索的约束力柔索的约束力柔索的约束力柔索的约束力3、光滑接触面的约束力光滑接触面的约束力光滑接触面的约束力光滑接触面的约束力学习探究11/11/20223学习探究第三节第三节约束与约束反力(上)约束与约束反力(上)11/11/20224学习探究一、知识回顾一、知识回顾1、“四公理”+“两推论”2、平行四边形法则计算方法11/11/20225学习探究33、用平行四边形法则,求下列五个图的力的合力。
、用平行四边形法则,求下列五个图的力的合力。
FF22=30KN=30KNFF11303000303000图图1110KN303000303000FF11=30KN=30KNFF22FF合合用尺子测量,根据比例尺可得合力为用尺子测量,根据比例尺可得合力为52KN52KN。
11/11/20226学习探究33、用平行四边形法则,求下列五个图的力的合力。
、用平行四边形法则,求下列五个图的力的合力。
FF11图图1110KN303000303000FF22FF合合常见错误常见错误:
11、线段末端不画箭头、线段末端不画箭头22、箭头超过线段长度、箭头超过线段长度33、不给出合力的结果、不给出合力的结果用尺子测量,根据比例尺可得合力为用尺子测量,根据比例尺可得合力为52KN52KN。
11/11/20227学习探究33、用平行四边形法则,求下列五个图的力的合力。
、用平行四边形法则,求下列五个图的力的合力。
FF11=40N=40NFF22=40N=40N606000图图3310KNOOFF11FF22FF合合606000用尺子测量,根据比例尺可得合力为用尺子测量,根据比例尺可得合力为68N68N。
合力与水平线的夹角用量角器测得为合力与水平线的夹角用量角器测得为3030度。
度。
30011/11/20228学习探究F1F290F1=30N,F2=40N33、用平行四边形法则,求下列五个图力的合力。
、用平行四边形法则,求下列五个图力的合力。
图图44FF合合11/11/20229学习探究F3F49033、用平行四边形法则,求下列五个图力的合力。
、用平行四边形法则,求下列五个图力的合力。
F3=30N,F4=40N图图55F411、依据力的可传性原理,将、依据力的可传性原理,将F4F4右移到右移到00点点O22、依据力的三角形法则,画出、依据力的三角形法则,画出合力并测量其大小和角度。
合力并测量其大小和角度。
FF合合53011/11/202210学习探究力的正交力的正交分解步骤分解步骤:
建立直角坐标系建立直角坐标系从线段的箭头处向两个从线段的箭头处向两个坐标轴做垂线得到矩形坐标轴做垂线得到矩形。
运用三角函数求解运用三角函数求解Fx,FyFx,FyxFxFyyF合合O11/11/202211学习探究认知认知技能技能学习目标学习目标11/11/202212学习探究基本概念:
约束与约束反力基本概念:
约束与约束反力11/11/202213学习探究自由体可以任意运动的物体。
可以任意运动的物体。
(空间位移不受限制)(空间位移不受限制)1.1.基本概念基本概念自由体11/11/202214学习探究自由体11/11/202215学习探究非自由体受到了其他物体的限制,而不能沿某些受到了其他物体的限制,而不能沿某些方向运动时,这种物体称为非自由体。
方向运动时,这种物体称为非自由体。
如轨道上的火车。
如轨道上的火车。
基本概念基本概念11/11/202216学习探究非自由体:
放在玻璃杯中的气球非自由体:
放在玻璃杯中的气球运动受限制的物体叫非自由体。
运动受限制的物体叫非自由体。
自由体:
飘在空中的气球自由体:
飘在空中的气球运动不受限制的物体叫自由体。
运动不受限制的物体叫自由体。
11/11/202217学习探究是自由体吗?
是自由体吗?
课间休息了,你是吗?
课间休息了,你是吗?
现在正在学校上课你是自由体吗?
现在正在学校上课你是自由体吗?
11/11/202218学习探究约束约束阻碍物体运动的限制条件阻碍物体运动的限制条件约束:
由周围物体构成的、限制非自由体移动的条件。
约束:
由周围物体构成的、限制非自由体移动的条件。
11/11/202219学习探究约约束束:
阻碍物体运动的限制条件阻碍物体运动的限制条件。
约束体约束体:
限制限制非自由体非自由体运动的周围物体。
运动的周围物体。
列车是非自由体铁轨是约束体被约束物体被约束物体约束约束11/11/202220学习探究约束力约束力:
约束对被约束体物体的作用力:
约束对被约束体物体的作用力约束限制物体的运动,靠的就是约束力,也叫约束限制物体的运动,靠的就是约束力,也叫约束反力约束反力。
铁轨作用在车轮上铁轨作用在车轮上的力就是约束力的力就是约束力绳子作用在小球上的绳子作用在小球上的拉力力就是约束力拉力力就是约束力11/11/202221学习探究约束反力约束反力:
就是约束力,简称反力:
就是约束力,简称反力讨论一下水杯和手机受到的约束力是什么力?
讨论一下水杯和手机受到的约束力是什么力?
11/11/202222学习探究大小大小方向方向作用点作用点待定通过计通过计算获得算获得与该约与该约束所能束所能阻碍的阻碍的位移方位移方向相反向相反接触接触部位部位约束反力的特点约束反力的特点11/11/202223学习探究工程上力的分类工程上力的分类力力主动力主动力约束力约束力能主动引起物体运动或能主动引起物体运动或使物体有运动趋势的力使物体有运动趋势的力(重力、推力、风力)(重力、推力、风力)阻碍限制物体运动或产阻碍限制物体运动或产生运动趋势的力生运动趋势的力(轨道对车轮的力)(轨道对车轮的力)(地板对讲台的力)(地板对讲台的力)荷载荷载11/11/202224学习探究常见的四种约束及其约束反力常见的四种约束及其约束反力Title柔索约束柔索约束光滑接触面光滑接触面约束约束链杆约束链杆约束圆柱铰链圆柱铰链约束约束11/11/202225学习探究第一种约束:
柔索约束第一种约束:
柔索约束11/11/202226学习探究柔索:
绝对柔软、无质量、无粗柔索:
绝对柔软、无质量、无粗细、不可伸长或缩短(或者本身细、不可伸长或缩短(或者本身质量可以忽略不计)质量可以忽略不计)1.1.柔索约束柔索约束11/11/202227学习探究柔索约束桁架:
由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构11/11/202228学习探究柔索只能承受拉力,约束力为拉力,作用线柔索只能承受拉力,约束力为拉力,作用线沿柔索背离物体。
沿柔索背离物体。
属于这一类约束的有属于这一类约束的有:
软绳、链条或胶带等。
软绳、链条或胶带等。
11/11/202229学习探究大小大小作用点作用点未知通过计通过计算获得算获得沿着柔沿着柔索背离索背离物体的物体的方向方向柔索与柔索与物体的物体的接触点接触点柔索约束反力的特点柔索约束反力的特点拉力拉力FT11/11/202230学习探究约束力约束力的的方向方向与限制物体运动的与限制物体运动的方向相反方向相反限制该方向的运动限制该方向的运动柔索约束柔索约束11/11/202231学习探究方向、作用点:
方向、作用点:
柔索的约束反力柔索的约束反力FFTT通过接触点,沿柔索通过接触点,沿柔索而背离物体。
而背离物体。
约束体约束体约束反力约束反力TWA柔绳约束柔绳约束限制方向限制方向反力方向反力方向11/11/202232学习探究约束类型与约束类型与约束类型与约束类型与实例实例实例实例柔绳、链条、皮带构成的约束11/11/202233学习探究约束类型与约束类型与约束类型与约束类型与实例实例实例实例柔绳、链条、皮带构成的约束11/11/202234学习探究柔绳、链条、皮带构成的约束约束类型与约束类型与约束类型与约束类型与实例实例实例实例11/11/202235学习探究FT1FT2FT1FT2皮带的约束反力11/11/202236学习探究练习练习判断判断AA点、点、BB点处的链条对物体点处的链条对物体的约束反力的方向的约束反力的方向。
11/11/202237学习探究第二种约束:
光滑接触面约束第二种约束:
光滑接触面约束11/11/202238学习探究接触面绝对光滑接触面绝对光滑摩擦力可忽略不计摩擦力可忽略不计2.光滑接触面约束光滑接触面约束11/11/202239学习探究11/11/202240学习探究约束力沿接触面公法线方向并指向物体。
约束力沿接触面公法线方向并指向物体。
FN法线法线切线切线11/11/202241学习探究大小大小作用点作用点未知沿着接沿着接触面的触面的公法线公法线方向指方向指向物体向物体两个物两个物体接触体接触的那点的那点光滑接触面约束反力的特点光滑接触面约束反力的特点压力压力FN(N)11/11/202242学习探究光滑接触面约束约束类型与约束类型与约束类型与约束类型与实例实例实例实例FFNNFFNNFFNN11/11/202243学习探究BAC公切面公切面公法线公法线11/11/202244学习探究光滑接触面的光滑接触面的约束反力约束反力作用在接触点处作用在接触点处,方,方向向沿公法线沿公法线,指向受力物体。
指向受力物体。
FNAFNB判断绿色杆状物体在判断绿色杆状物体在AA点、点、BB点点处受到的的约束反力的方向处受到的的约束反力的方向。
11/11/202245学习探究光滑接触面的光滑接触面的约束反力约束反力作用在接触点处作用在接触点处,方,方向向沿公法线沿公法线,指向受力物体。
指向受力物体。
判断半圆状物体在判断半圆状物体在AA点、点、BB点和点和CC点处受到的的约束反点处受到的的约束反力的方向力的方向。
11/11/202246学习探究在不计摩擦的条件下,在不计摩擦的条件下,齿轮间的约束也属于光齿轮间的约束也属于光滑面约束。
滑面约束。
11/11/202247学习探究光滑接触面的光滑接触面的约束反力约束反力作用在接触点处作用在接触点处,方,方向向沿公法线沿公法线,指向受力物体。
指向受力物体。
切线法线FN11/11/202248学习探究判断黄色圆球在判断黄色圆球在AA点、点、BB点处点处受到的约束反力的方向受到的约束反力的方向。
C练习练习ABABCAB判断蓝杆在判断蓝杆在BB点、点、CC点处受到点处受到的约束反力的方向的约束反力的方向。
11/11/202249学习探究作业作业ABCDE求左图的杆件和右图的小球的约束反力,摩擦不计,重力都为G.绳11/11/202250学习探究第三种约束:
圆柱铰链约束第三种约束:
圆柱铰链约束11/11/202251学习探究销钉连接的构件中,只限制物体销钉连接的构件中,只限制物体在垂直于销钉轴线的任意方向上在垂直于销钉轴线的任意方向上相对移动,不限制其转动,不计相对移动,不限制其转动,不计摩擦摩擦3.圆柱铰链约束圆柱铰链约束11/11/202252学习探究圆柱铰链约束两个物体做出相同直径的孔并用一个圆柱形销钉连接起来,不计摩擦,即构成圆柱铰链圆柱铰链11/11/202253学习探究约束类型与约束类型与约束类型与约束类型与实例实例实例实例11/11/202254学习探究限制运动的方式限制方向反力方向11/11/202255学习探究约束特点:
限制两物体在垂直于销钉轴线的平面内沿任意方向相对移动,而不能限制物体绕销钉轴线的相对转动和沿轴线方向的相对移动。
圆柱铰链轴限制向外移动限制向外移动订书机:
圆柱铰链约束11/11/202256学习探究铰剪刀:
圆柱铰链约束11/11/202257学习探究光滑圆柱铰链约束光滑圆柱铰链约束光滑圆柱铰链约束AB约束类型与约束类型与约束类
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- 建筑 力学 06 约束 反力上