于英建筑力学06-约束与约束反力上

学习探究12020/9/14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学习探究22020/9/14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学习探究32020/9/14本节课需要解决的问题:1、约束与约束反力的概念2、柔索的约束力3、光滑接触面的约束力学习探究学习探究42020/9/14第三节约束与约束反力（上）学习探究52020/9/14一、知识回顾1、“四公理”+“两推论”2、平行四边形法则—计算方法学习探究62020/9/143、用平行四边形法则，求下列五个图的力的合力。F2=30KNF1300300图110KN300300F1=30KNF2F合用尺子测量，根据比例尺可得合力为52KN。学习探究72020/9/143、用平行四边形法则，求下列五个图的力的合力。F1图110KN300300F2F合常见错误：1、线段末端不画箭头2、箭头超过线段长度3、不给出合力的结果用尺子测量，根据比例尺可得合力为52KN。学习探究82020/9/143、用平行四边形法则，求下列五个图的力的合力。F1=40NF2=40N600图310KNOOF1F2F合600用尺子测量，根据比例尺可得合力为68N。合力与水平线的夹角用量角器测得为30度。300学习探究92020/9/14F1F290°F1=30N,F2=40N3、用平行四边形法则，求下列五个图力的合力。图4F合学习探究102020/9/14F3F490°3、用平行四边形法则，求下列五个图力的合力。F3=30N,F4=40N图5F41、依据力的可传性原理，将F4右移到0点O2、依据力的三角形法则，画出合力并测量其大小和角度。F合530学习探究112020/9/14力的正交分解步骤：①建立直角坐标系②从线段的箭头处向两个坐标轴做垂线得到矩形。③运用三角函数求解Fx,FyxFxFyysincosFFFFyxF合O学习探究122020/9/14•认知•技能认识七种约束了解其特点会画七种约束的约束反力学习目标学习探究132020/9/14基本概念：约束与约束反力学习探究142020/9/14自由体——可以任意运动的物体。（空间位移不受限制）1.基本概念自由体学习探究152020/9/14自由体学习探究162020/9/14非自由体——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。如轨道上的火车。基本概念学习探究172020/9/14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。自由体：飘在空中的气球运动不受限制的物体叫自由体。学习探究182020/9/14是自由体吗？课间休息了，你是吗？现在正在学校上课你是自由体吗？学习探究192020/9/14约束——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。学习探究202020/9/14约束：阻碍物体运动的限制条件。约束体：限制非自由体运动的周围物体。•列车是非自由体•铁轨是约束体被约束物体约束G学习探究212020/9/14约束力：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，也叫约束反力。铁轨作用在车轮上的力就是约束力PTFP绳子作用在小球上的拉力力就是约束力学习探究222020/9/14约束反力：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？学习探究232020/9/14大小方向作用点•待定•通过计算获得•与该约束所能阻碍的位移方向相反•接触部位约束反力的特点学习探究242020/9/14工程上力的分类力主动力约束力—能主动引起物体运动或使物体有运动趋势的力（重力、推力、风力）—阻碍限制物体运动或产生运动趋势的力（轨道对车轮的力）（地板对讲台的力）荷载学习探究252020/9/14常见的四种约束及其约束反力Title柔索约束光滑接触面约束链杆约束圆柱铰链约束学习探究262020/9/14第一种约束：柔索约束学习探究272020/9/14柔索：绝对柔软、无质量、无粗细、不可伸长或缩短（或者本身质量可以忽略不计）1.柔索约束学习探究282020/9/14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学习探究292020/9/14柔索只能承受拉力，约束力为拉力，作用线沿柔索背离物体。属于这一类约束的有:软绳、链条或胶带等。学习探究302020/9/14大小作用点•未知•通过计算获得•沿着柔索背离物体的方向•柔索与物体的接触点柔索约束反力的特点拉力FT学习探究312020/9/14约束力的方向与限制物体运动的方向相反限制该方向的运动柔索约束学习探究322020/9/14方向、作用点：柔索的约束反力FT通过接触点，沿柔索而背离物体。约束体约束反力TWA柔绳约束限制方向反力方向TFAGG学习探究332020/9/14约束类型与实例柔绳、链条、皮带构成的约束学习探究342020/9/14约束类型与实例柔绳、链条、皮带构成的约束学习探究352020/9/14柔绳、链条、皮带构成的约束约束类型与实例学习探究362020/9/14FT1FT2F’T1’F’T2皮带的约束反力学习探究372020/9/14练习判断A点、B点处的链条对物体的约束反力的方向。学习探究382020/9/14第二种约束：光滑接触面约束学习探究392020/9/14接触面绝对光滑摩擦力可忽略不计2.光滑接触面约束学习探究402020/9/14学习探究412020/9/14约束力沿接触面公法线方向并指向物体。FN法线切线学习探究422020/9/14大小作用点•未知•沿着接触面的公法线方向指向物体•两个物体接触的那点光滑接触面约束反力的特点压力FN(N)学习探究432020/9/14光滑接触面约束约束类型与实例FNFNFN学习探究442020/9/14AFBFCFBACNF公切面公法线学习探究452020/9/14光滑接触面的约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体。FNAFNB判断绿色杆状物体在A点、B点处受到的的约束反力的方向。学习探究462020/9/14光滑接触面的约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体。ABC判断半圆状物体在A点、B点和C点处受到的的约束反力的方向。ONCFNBFNAF学习探究472020/9/14在不计摩擦的条件下，齿轮间的约束也属于光滑面约束。学习探究482020/9/14光滑接触面的约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体。切线法线FN学习探究492020/9/14判断黄色圆球在A点、B点处受到的约束反力的方向。C练习ABABCAB判断蓝杆在B点、C点处受到的约束反力的方向。学习探究502020/9/14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.绳学习探究512020/9/14第三种约束：圆柱铰链约束学习探究522020/9/14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相对移动，不限制其转动，不计摩擦3.圆柱铰链约束学习探究532020/9/14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，即构成圆柱铰链学习探究542020/9/14约束类型与实例学习探究552020/9/14限制运动的方式学习探究562020/9/14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订书机：圆柱铰链约束学习探究572020/9/14铰剪刀：圆柱铰链约束学习探究582020/9/14光滑圆柱铰链约束光滑圆柱铰链约束AB约束类型与实例带销钉一般不必分析销钉受力，当要分析时，必须把销钉单独取出画受力图。学习探究592020/9/14圆柱铰链的力学简图学习探究602020/9/14大小作用点•未知•不确定•与销钉轴线垂直的平面内•销钉与物体的接触点圆柱铰链约束反力的特点学习探究612020/9/14圆柱铰链的约束反力方向F学习探究622020/9/14圆柱铰链的约束反力方向F力学简图ABAFxFy圆柱铰链的约束反力一般用其两个分力表示。学习探究632020/9/14光滑圆柱铰链约束FxFyF’xF’y作用点放在尾部作用点放在箭头Fy=-F’yFx=-F’x学习探究642020/9/14力学简图AFxFyABCBF’xF’y学习探究652020/9/14光滑圆柱铰链约束实例约束类型与实例学习探究662020/9/14圆柱铰链约束实例力学简图ABC学习探究672020/9/14光滑圆柱铰链约束实例约束类型与实例学习探究682020/9/14第四种约束：链杆约束学习探究692020/9/14两端以铰链与其它物体连接,不计自重且中间不受力的刚性直杆称链杆，只能限制物体沿链杆轴线方向运动4.链杆约束学习探究702020/9/14链杆约束学习探究712020/9/14链杆约束学习探究722020/9/14链杆约束铰链铰链学习探究732020/9/14FAFBACB链杆约束AB约束类型与实例AB杆是AC杆的链杆约束AB杆是二力杆吗？力学简图AB杆既是链杆，也是二力杆学习探究742020/9/14大小作用点•未知•沿链杆轴线，方向相向、相背待定•链杆与物体的物体的接触点链杆约束反力的特点学习探究752020/9/14链杆和二力杆有什么区别和联系？ACB学习探究762020/9/14二力杆链杆链杆是二力杆，二力杆不一定是链杆链杆是直杆，二力杆可以是直杆或者曲杆链杆受力在杆的轴线上，二力杆是两端点的连线学习探究772020/9/14CABABFAFB受力图正确吗?学习探究782020/9/14CABABFAFB约束类型与实例二力杆！学习探究802020/9/14绳CDBAEO画出蓝色物体的受力图GG学习探究812020/9/14绳CDE画出蓝色物体的受力图G脱离体GFTDFTE学习探究822020/9/14BAO画出蓝色物体的受力图GGFNBA该力不存在，否则力就不平衡了学习探究832020/9/14ABFABO画出绿球的受力图画出AB杆的受力图学习探究842020/9/14CBDAABFBFA约束类型与实例画出AB杆的受力图学习探究852020/9/14课外作业课本22页1-1的（a）球；（b）球；（c）AD杆（选作）课本22页1-2的（b）学习探究872020/9/14