1、建筑力学第一章第一节力和平衡的概念合肥铁路工程学校 机电教研室11/11/20221力和平衡的概念温故知新学习探究知识强化课堂延伸提纲挈领11/11/20222本节课需要解决的问题本节课需要解决的问题:1 1、什么是刚体？、什么是刚体？、什么是刚体？、什么是刚体？2 2、力的概念。、力的概念。、力的概念。、力的概念。3 3、什么是力系？、什么是力系？、什么是力系？、什么是力系？4 4、平衡的概念。、平衡的概念。、平衡的概念。、平衡的概念。学习探究11/11/20223第一节第一节 力与平衡的概念力与平衡的概念11/11/20224一、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
2、对象是什么？3、按照几何特征构件划分为哪三种？学习探究11/11/20225二、新课静力学：研究刚体刚体在力力的作用下的平衡平衡规律刚体？刚体？关系关系如何？如何？力？力？平衡？平衡？学习探究11/11/20226一、什么是刚体？一、什么是刚体？1.1.1.1.刚体的概念刚体的概念刚体的概念刚体的概念定义：定义：所谓刚体是这样的物体，在力的作用下，其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。内部任意两点之间的距离始终保持不变。物体理想化的力学模型物体理想化的力学模型 刚体刚体刚体是刚体是在力的作用下不变形在力的作用下不变形的物体。的物体。学习探究一、什么是刚体？
3、一、什么是刚体？11/11/20227力在我们身边是无处不在的！力在我们身边是无处不在的！学习探究二、什么是力？二、什么是力？11/11/202289 提水桶时水桶受到手施加的力的作用，运动发生改变，人提水桶时水桶受到手施加的力的作用，运动发生改变，人也有感觉，提水使双臂肌肉紧张收缩。掰手腕时双方用力肌肉也有感觉，提水使双臂肌肉紧张收缩。掰手腕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。也会紧张收缩，从而让我们体会到力的存在。学习探究11/11/20229学习探究11/11/202210学习探究11/11/202211学习探究11/11/202212学习探究11/11/202213说
4、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11/11/2022141.1.力的概念：力的概念：定义定义 条件条件学习探究11/11/20221516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施力物体和受力物体学习探究11/11/202216当我们推开门的时候：当我们推开门的时候：手是施力物体，而门手是施力物体，而门是受力物体。是受力物体。大家想一想，你能举大家想一想，你能举出关于力的例子吗？出关于力的例
5、子吗？并分析一下那个是受并分析一下那个是受力物体和施力物体？力物体和施力物体？学习探究11/11/2022172.2.力的分类力的分类作用作用方式方式物体间不发生接触而产生的力两个物体相互接触的力学习探究11/11/202218学习探究11/11/20221920外效应外效应：力使物体的运动状态发生改变的效应。力使物体的运动状态发生改变的效应。（运动效应运动效应）内效应内效应：力使物体的形状发生变化的效应。力使物体的形状发生变化的效应。（变形效应变形效应）3.3.力的作用效应力的作用效应学习探究11/11/202220力的作用效应力的作用效应：内效应内效应:物体的变形。物体的变形。外效应外效应
6、:物体的运动状态的改变物体的运动状态的改变注意：注意：1.力作用于可变形的物体时，既力作用于可变形的物体时，既有内效应，也会有外效应。有内效应，也会有外效应。2.力作用于刚体时，不会有内效力作用于刚体时，不会有内效应，只可能有外效应。应，只可能有外效应。“勇气号勇气号”火星探测器火星探测器着陆装置着陆装置学习探究11/11/202221力的表达力的表达A A力的三要素B B力的图示学习探究11/11/202222力的作用效果与力的哪些因素有关呢?学习探究11/11/202223哪些因素能影响力的作用效果呢？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
7、；表明力的作用效果跟_有关。力的大小力的大小学习探究11/11/2022242 2、用力向右拉、用力向右拉弹簧，弹簧的长弹簧，弹簧的长度变度变_。用力向左压弹簧，用力向左压弹簧，弹簧的长度变弹簧的长度变_ _ 。可见，力的作用效果还跟力的可见，力的作用效果还跟力的_有关？有关？长短方向学习探究11/11/202225不不同同位位置置开开门门作作用用效效果果一一样样吗吗？思考？力的作用效果与力的作用效果与力的作用点力的作用点有关有关学习探究11/11/2022261.1.力的三要素力的三要素力力作用点作用点大小大小方向方向学习探究11/11/202227定义：物体间相互作用的强弱程度单位：N（牛
8、顿）或者KN（千牛）力的大小力的大小握力为3KN学习探究11/11/202228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力的方向杯子受到竖直向下的重力学习探究11/11/202229定义：力作用在物体上的位置力的作用点力的作用点作用在受力物作用在受力物体上的点体上的点学习探究11/11/202230力的作用点力的作用点学习探究集中力：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。F 集中力集中力11/11/202231力的作用点力的作用点学习探究分布力：分布力：如果接触面积较大而不能忽略
9、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，称为荷载集度荷载集度。用p（N/m2）表示。分布力分布力11/11/202232下列图中是通过改变力的哪个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要素从而改变力的作用效果?通通过过改改变变力力的的大大小小学习探究11/11/202233通通过过改改变变力力的的方方向向学习探究图中是通过改变力的哪个要素图中是通过改变力的哪个要素从而改变力的作用效果从而改变力的作用效果?11/11/202234我们知道力的作用效果的三要素以后，我们我们知道力的作用效果的三要
10、素以后，我们要如何来表达一个力呢？要如何来表达一个力呢？现在用大小为现在用大小为6060牛，水平向右的力拉小车牛，水平向右的力拉小车,如果要如果要你完整地叙述这个力你完整地叙述这个力,你应当如何叙述你应当如何叙述?学习探究11/11/2022352.2.力的图示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，一般用一一条条带带有有箭箭头头的的线线段段来来表表示示力力学习探究11/11/202236力的大小：力的大小：6060牛牛力的方向：水平向右力的方向：水平向右力的作用点：作用在物体上力的作用点：作用在物体上20N
11、F=60N学习探究用大小为用大小为60牛，水平向右的力拉小车牛，水平向右的力拉小车11/11/202237力的图示法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起点力的作用点力的作用点力的大小力的大小力的方向力的方向线段的长短线段的长短箭头所指方向箭头所指方向20NF=60N学习探究11/11/202238学习探究11/11/202239例例题题 在水平桌面上的小车在水平桌面上的小车,受到大受到大小为小为8080牛牛,方向水平向左的拉力方向水平向左的拉力,请用力请用力的图示法的图示法画出这个力画出这个力2020牛牛牛牛F
12、=80F=80牛牛牛牛将表示方向的箭将表示方向的箭头画在线段之内头画在线段之内自己选取自己选取自己选取自己选取推力时箭头和推力时箭头和推力时箭头和推力时箭头和作用点的关系作用点的关系作用点的关系作用点的关系学习探究11/11/202240作力的图示步骤作力的图示步骤1 1、画单位线段（、画单位线段（标度标度），并标示所表示力的大小），并标示所表示力的大小4 4、标方向（、标方向（箭头画在线段末端）箭头画在线段末端）5 5、标、标力的字母和大小（例如：力的字母和大小（例如：F=60NF=60N）6 6、辅助线用、辅助线用虚线（有角度要标记出来）虚线（有角度要标记出来）。2 2、在受力、在受力物体
13、上物体上标示作用点标示作用点3 3、以、以作用点为起点作用点为起点画线段（画线段（单位线段整数倍单位线段整数倍 2 2倍倍)学习探究11/11/2022411力的力的作用点作用点必须画在必须画在受力物体上受力物体上2 力的力的箭头箭头必须画在必须画在线段的末端线段的末端，不能省略不能省略不画。不画。3 3 标度必须附在图上标度必须附在图上。4 线段的线段的长度必须与比例相符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。必须标出力的大小、单位、有角度的力必须标明角度。6 力力必须画成实线。必须画成实线。注意学习探究11/11/202242小车受到一个小车受到一个向右上方
14、且向右上方且与地面成与地面成300角的力角的力，该，该力的大小为力的大小为80牛。牛。20N300F=80N学习探究11/11/202243小车受到大小为小车受到大小为80牛、水平向左的拉力的作牛、水平向左的拉力的作用，力的作用点在用，力的作用点在A点，用力的图示表示这点，用力的图示表示这个力正确的是：（）个力正确的是：（）D学习探究11/11/202244放在水平地面上的物体，放在水平地面上的物体，受到地面对它受到地面对它3 3牛向上牛向上的支持力的图示。的支持力的图示。拿出笔和纸：画出图中物体所受力的图示拿出笔和纸：画出图中物体所受力的图示小球重小球重100N100N，用轻绳悬，用轻绳悬挂
15、静止，画出轻绳对球挂静止，画出轻绳对球的拉力的图示。的拉力的图示。你能分析力的作用点，力的方向和力的大小你能分析力的作用点，力的方向和力的大小？思考一下！？思考一下！学习探究11/11/202245练习练习：放在斜角为放在斜角为2020 的斜的斜面上的物体，受到平行于斜面上的物体，受到平行于斜面向上的面向上的12N12N的拉力。的拉力。20学习探究11/11/202246定义：物体相对于地球保持静止或匀速直线运动的状态。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要使物体处于平衡状态，作用于物体上的力必须满足
16、一定的条件，这些条件称为条件，这些条件称为平平衡条件衡条件；三.平衡的概念平衡的概念学习探究三、平衡的概念三、平衡的概念重力重力支持力支持力11/11/202247定义：作用在物体上的一群力。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.平衡的概念平衡的概念学习探究四、力系的概念四、力系的概念11/11/202248 一般情况下，一个物体总是同时受到若干个力的作一般情况下，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用。我们把同时作用于一个物体上的一组力称为力系一组力称为力系。DBCAAGFTFD学习探究11/11/202249 力系的分类：力系的分类：平面力系平面力系（1）平面汇交力系）平面汇交力系（3）平面一般力系）平面一般力系力系中各力的作用线力系中各力的作用线都处于同一个平面，都处于同一个平面，称为称为平面力系平面力系。在平面力系中，各力的在平面力系中，各力的作用线都汇交与一点，作用线都汇交与一点，称为称为平面汇交力系。平面汇交力系。（2）平面平行力系）平面平行力系在平面力系中，各力的在平面力系中，各力的作用线
