云天課件－高職《汽車機械基礎(chǔ)》項目一靜力學(xué)基礎(chǔ)

汽車機械基礎(chǔ)授課：胡志恒汽車機械基礎(chǔ)項目一

靜力學(xué)基礎(chǔ)項目四

汽車常用機構(gòu)項目三

汽車金屬制造工藝項目二

汽車常用工程材料項目五

汽車常用聯(lián)接汽車機械基礎(chǔ)項目六

汽車常用傳動項目七

汽車常用零部件項目八

公差與配合項目九

液壓與液力傳動汽車機械基礎(chǔ)授課：胡志恒項目一靜力學(xué)基礎(chǔ)P.1知識目標(biāo)：1掌握平面匯交力系（多個力）合成的幾何法2對合力投影定理有清晰的理解，掌握匯交力系合成的解析法和平衡方程3理解力對點之矩的概念，并能熟練地計算4深入理解力偶和力偶矩的概念，掌握平面力偶的性質(zhì)和平面力偶的合成5了解約束與約束反力的常見類型6理解和掌握平面一般力系的等效與簡化、力系的主矢與主矩、最簡力系、剛體等基本概念7理解平衡方程各種形式，掌握各種力系的獨立平衡方程數(shù)目、物體或物系的平衡問題的解題步驟和技巧8.了解摩擦概念以及考慮摩擦?xí)r的平衡問題

項目一靜力學(xué)基礎(chǔ)P.1能力目標(biāo)：1能正確地將力沿坐標(biāo)軸分解和求力在坐標(biāo)軸上上投影2能應(yīng)用平衡的幾何備件求解平面匯交力系的平衡問題3能正確求解平面輕重力偶系的合成和平衡問題4能熟練地選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄓ嬎懔Φ耐队?，力矩、力系的主矢和主矩各種力系的簡化或合成結(jié)果5能熟練地求解物體或物系的平衡問題，并力求求解簡單、清晰明了

項目一靜力學(xué)基礎(chǔ)P.1任務(wù)一：匯交力系及其合成任務(wù)二：平面力偶系力系平面力系空間力系項目一靜力學(xué)基礎(chǔ)平面匯交力系平面力偶系平面任意力系平面平行力系P.1

力：是物體間的相互機械作用，這種作用使物體的運動狀態(tài)或形狀發(fā)生改變。物體間的相互機械作用可分為兩類：一類是物體間的直接接觸的相互作用，另外一類是物和物體間的相互作用。

力的兩種作用效應(yīng)：1）外效應(yīng)，也稱為運動效應(yīng)移動或轉(zhuǎn)動；

2）內(nèi)效應(yīng)，也稱為變形效應(yīng)變形。

靜力學(xué)研究物體的外效應(yīng)，而材料力學(xué)研究物體的內(nèi)效應(yīng)。

一、平面匯交力系及其合成1.基本概念任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.2

力的三個要素：力的大小、方向和作用點。

力的作用線：力的方向是指靜止物體在該力作用下可能產(chǎn)生的運動（或運動趨勢）的方向。沿該方向畫出的直線。力的方向包含力的作用線在空間的方位和指向。

剛體：在受力作用后不產(chǎn)生變形的物體。

任務(wù)一平面匯交力系與力偶系一、平面匯交力系及其合成1.基本概念P.2平衡：物體相對于地球保持靜止或作勻速直線運動的狀態(tài)。力系：平面力系平面匯交力系平面力偶系平行力系平面一般力系等效力系兩個力系對物體的作用效應(yīng)相同平衡力系剛體在某力系作用下保持平衡按力的作用線分布空間力系一、平面匯交力系及其合成1.基本概念任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.2

用幾何法合成兩個匯交力。

方法一：力的平行四邊形法則?？芍狭的大小和方向是以兩力F1和F2為鄰邊的平行四邊形的對角線來表示，合力R的作用點就是這兩個力的匯交點。

方法二：取平行四邊形的一半，即利用力的三角形法則求合力。一、平面匯交力系及其合成

2.平面匯交力系的合成方法1）幾何法任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.3

由多個力組成的平面匯交力系，可以連續(xù)應(yīng)用力的三角形法則進(jìn)行力的合成。

如圖，根據(jù)力的可傳性，可將這些力沿其作用線移到A點，從而得到一個平面共點力系。

故平面匯交力系可簡化為平面共點力系。連續(xù)應(yīng)用力的平行四邊形法則，可將平面共點力系合成為一個力。

FR＝F1+F2+…+Fn＝∑Fi一、平面匯交力系及其合成

2.平面匯交力系的合成方法1）幾何法任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.3

平面匯交力系的合成結(jié)果是一個合力，合力的作用線通過匯交點，其大小和方向由力系中各力的矢量和確定。一、平面匯交力系及其合成

2.平面匯交力系的合成方法1）幾何法任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.3方法：以力分解在坐標(biāo)軸上，得到投影為基礎(chǔ)建立方程的。一、平面匯交力系及其合成

2.平面匯交力系的合成方法2）解析法（常用方法，重點）

力的分解力的合成任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.3

設(shè)剛體上作用有一個平面匯交力系F1、F2、…、Fn，據(jù)式FR＝F1+F2+…+Fn＝∑Fi

把各力分別向x軸和y軸投影，即有力系的合力：

合力投影定理：力系的合力在某軸上的投影，等于力系中各力在同一軸上投影的代數(shù)和。即合力的大小及方向為：

一、平面匯交力系及其合成

2.平面匯交力系的合成方法2）解析法任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.3

一、平面匯交力系及其合成

2.平面匯交力系的合成方法2）解析法任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.3

一、平面匯交力系及其合成

3.平面匯交力系的平衡

平面匯交力系平衡的條件是任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.4

用扳手?jǐn)Q螺母時，螺母的轉(zhuǎn)動效應(yīng)除與力F的大小和方向有關(guān)外，還與點O到力作用線的距離h有關(guān)。

討論：距離h越大，轉(zhuǎn)動的效果就越好，且越省力，反之則越差。顯然，當(dāng)力的作用線通過螺母的轉(zhuǎn)動中心時，則無法使螺母轉(zhuǎn)動。二、平面力偶系

1.力對點之矩

任務(wù)一平面匯系與力偶系P.5

力對點的矩

：力F對某點O的矩等于力的大小與點O到力的作用線距離h的乘積。記作Mo（F）＝±Fh二、平面力偶系

1.力對點之矩

式中，點O稱為矩心，h稱為力臂，F(xiàn)h表示力使物體繞點O轉(zhuǎn)動效果的大小，而正負(fù)號則表明：Mo（F）是一個代數(shù)量，可以用它來描述物體的轉(zhuǎn)動方向。

力矩的方向：使物體逆時針方向轉(zhuǎn)動的力矩為正，反之為負(fù)。力矩的單位為牛頓·米（N·m）。任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.5

討論：

由定義知：力對點的矩與矩心的位置有關(guān)，同一個力對不同點的矩是不同的。因此，對力矩要指明矩心。

從幾何上看。力F對點O的矩在數(shù)值上等于三角形OAB面積的兩倍。如圖所示。

力矩為0有兩種情況：

一是力為0，二是力臂為0（即力的作用線通過矩心）二、平面力偶系

1.力對點之矩任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.5

平面匯交力系的合力對平面上任一點之矩，等于所有各分力對同一點力矩的代數(shù)和。3.力偶的概念大小相等、方向相反，但不作用在同一作用線上的一對平行力。二、平面力偶系

2.合力矩定理任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.5

（1）力偶矩的大小

（2）力偶的轉(zhuǎn)向在作用面內(nèi)，順時針、逆時針（為正）（3）力偶作用面的方位二、平面力偶系4.力偶的三要素任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.6

性質(zhì)1力偶對其作用面內(nèi)任意點的力矩恒等于此力偶的力偶矩，而與矩心的位置無關(guān)。

性質(zhì)2由下圖可見，力偶在任意坐標(biāo)軸上的投影之和為零，故力偶無合力，力偶不能與一個力等效，也不能用一個力來平衡二、平面力偶系

5.力偶的性質(zhì)任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.6

（1）力偶在它的作用面內(nèi)，可以任意轉(zhuǎn)移位置。其作用效應(yīng)和原力偶相同，即力偶對于剛體上任意點的力偶矩值不因移位而改變。

（2）力偶在不改變力偶矩大小和轉(zhuǎn)向的條件下，可以同時改變力偶中兩反向平行力的大小、方向以及力偶臂的大小。而力偶的作用效應(yīng)保持不變。

二、平面力偶系

5.力偶的性質(zhì)（推論）任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.6

作用在物體上同一平面內(nèi)的若干力偶，總稱為平面力偶系。設(shè)在剛體某平面上有力偶M1、M2的作用，如圖1-1-10a所示，現(xiàn)求其合成的結(jié)果二、平面力偶系

任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.76.平面力偶系的合成

若在剛體上有若干個力偶作用,采用上述方法疊加,可得合力偶矩為

M＝M1+M2+…+Mn＝∑M

即：平面力偶系合成的結(jié)果為一合力偶，合力偶矩為各分力偶矩的代數(shù)和平面力偶系合成的結(jié)果為一合力偶，合力偶矩為各分力偶矩的代數(shù)和平面力偶系的平衡二、平面力偶系

任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.76.平面力偶系的合成平面力偶系的平衡平衡條件是：合力偶為零；即：力偶系中各力偶矩的代數(shù)和等于零。。

∑M＝0

任務(wù)實施

｛例1｝如圖所示，一平面匯交力系作用于O點。已知F1=200N，F(xiàn)2=300N各力方向如圖。若此力系的合力R與F2沿同一直線，求F3與合力R的大小。方法（1）幾何法方法（2）解析法任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.7

（1）用力對點之矩定義如圖F、Q、l,求.（2）應(yīng)用合力矩定理任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.8

｛例2｝

｛例3｝.平面連桿機構(gòu)在圖所示位置平衡，已知OA=60cm，O1B=40cm，作用在搖桿OA上的力偶矩M1=1N·m，不計桿自重，求力偶矩M2的大小。

1）受力分析2）列平衡方程3）對受力圖c列平衡方程

任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.8

｛例4｝在一鉆床上水平放置工件,工件上同時鉆四個等直徑的孔,每個鉆頭的力偶矩為,求工件的總切削力偶矩和A、B端水平反力解:各力偶的合力偶距為由力偶只能與力偶平衡的性質(zhì)，力NA與力NB組成一力偶。

任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.9自由體：在空間中可以自由運動而獲得任意位移動的物體飛行中的飛機、火箭等。

非自由體：位移受到某些限制的物體，如行駛中的火車受到鐵軌的限制。

約束：就是加在非自由體上使其位移受到一定限制的條件。約束一般是由非自由體與其周圍物體相接觸而構(gòu)成的，因此也將這些周圍物體稱為約束。例如，鋼軌是火車的約束。

約束反力：約束能阻擋非自由體某些方向的運動，因此必然會施加力在非自由體上，這些力稱為約束力或約束反力，簡稱反力。約束力的方向與其所限制的非自由體的運動方向或趨勢相反。約束力可以是集中力，也可以是分布力系，后者通常以該力系的主矢和主矩來表達(dá)。在實際中存在著各種各樣的約束，工程中一般將一些常見的約束理想化，歸納為幾種基本類型，并根據(jù)各種約束的特性定性地給出其約束力的情況。任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.9約束與約束反力拓展知識

光滑接觸面約束柔索約束固定端約束1常見的約束類型軸承約束光滑球鉸鏈約束光滑圓柱鉸鏈約束任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.10約束與約束反力拓展知識

圖1-1-11柔索約束圖1-1-12光滑接觸面約束任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.10約束與約束反力拓展知識

圖1-1-14固定鉸鏈支座圖1-1-15任務(wù)鉸鏈支座約束與約束反力拓展知識任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.10

圖1-1-16軸承約束圖1-1-17光滑球鉸鏈約束約束與約束反力拓展知識任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.10

。

。圖1-1-18固定端約束圖1-1-19固定端約束反力約束與約束反力拓展知識任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.10

物體的受力分析，就是要確定研究對象受了那些力以及每個力的作用位置和方向。這是解決靜(動)力學(xué)問題重要的一步。對實際物體進(jìn)行受力分析時，需要把它簡化力學(xué)模型，特別是要把實際的約束簡化成某些基本類型。而合理的簡化往往有賴于實際工作經(jīng)驗，需要在長期實踐中總結(jié)提高。教材中所提供的物體，都是已簡化的力學(xué)模型。在進(jìn)行受力分析時，常把要研究對象從周圍物體中分離出來，單獨畫出簡圖，這樣取出的物體稱為分離體。在分離體上畫出研究對象所受的全部主動力和約束力，既得到物體的受力圖。通常，受力圖的畫法可概括為以下幾個步驟。1.根據(jù)問題的要求選取研究對象，畫出分離體簡圖；2.畫出分離體所受的全部主動力；3.在分離體上原來存在約束的地方，按照約束類型逐一畫出約束力受力分析任務(wù)一平面匯交力系與力偶系P.10拓展知識任務(wù)二平面一般力系的簡化與平衡方程

P.14平面一般力系———同一平面上的各力的作用線既不匯交，也不平行的力系。

前述的平面匯交力系和力偶系都是一般力系的特例。

工程構(gòu)件上所受到的力系大多是這類平面一般力系。

本任務(wù)：學(xué)會平面一般力系的簡化，會利用平面一般力系的平衡方程進(jìn)行平衡問題的計算。

1．力的平移定理

作用在剛體上A點處的力F，可以平移到剛體內(nèi)任意點O，但必須同時附加一個力偶，其力偶矩等于原來的力F對新作用點O的矩。這就是力的平移定理。

任務(wù)二平面一般力系的簡化與平衡方程

一、平面一般力系的簡化與平衡方程P.141．力的平移定理P.14

左圖F力的作用效果：使軸發(fā)生彎曲，且讓軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。

任務(wù)二平面一般力系的簡化與平衡方程

一、平面一般力系的簡化與平衡方程1．力的平移定理

力的平移定理的意義：P.14任意力系中所有的力都可以向同一點平移，得到一個共點力系和一個附加力偶系，力系得到化簡。

任務(wù)二平面一般力系的簡化與平衡方程

一、平面一般力系的簡化與平衡方程

設(shè)有一個平面一般力系

F1、F2、…、Fn

，在平面內(nèi)任取一點O（簡化中心）,根據(jù)力的平移定理，把各力都向O點平移，得到一個匯交于O點的平面匯交力系以及附加平面力偶系。2．平面一般力系的簡化P.15平面匯交力系：F′1、F′2、…、F′n

平面力偶系：M1、M2、…、Mn

任務(wù)二平面一般力系的簡化與平衡方程

一、平面一般力系的簡化與平衡方程

F′R＝∑

F′＝∑

F（1-2-1）

即：合矢量F′R它等于力系中各力的矢量和。顯然，單獨的F′R

不能和原力系等效，它被稱為原力系的主矢。P.15

任務(wù)二平面一般力系的簡化與平衡方程

一、平面一般力系的簡化與平衡方程2．平面一般力系的簡化

1)平面匯交力系

F′1、F′2、…、F′n

，可以合成為一個作用于O點的合矢量F′R

，如圖1-2-3c所示。

1)平面匯交力系

F′R＝∑

F′＝∑

F

（1-2-1）

將式（1-2-1）寫成直角坐標(biāo)系下的投影形式：P.15

因此主矢F′R

的大小及其與x軸正向的夾角分別為：（1-2-2）

任務(wù)二平面一般力系的簡化與平衡方程

一、平面一般力系的簡化與平衡方程2．平面一般力系的簡化

即：Mo＝M1+M2+…+Mn＝∑Mo（F）

2)附加平面力

偶系P.15M1、M2、…、Mn可以合成為一個合力偶矩Mo，

結(jié)論：平面一般力系中所有的力都可以向同一點平移，得到一個平面匯交力系和一個附加力偶系，力系得到化簡。

任務(wù)二平面一般力系的簡化與平衡方程

一、平面一般力系的簡化與平衡方程2．平面一般力系的簡化

平面一般力系的簡化方法，在工程實際中可用來解決許多力學(xué)問題，如固定端約束問題。圖1-2-4固定端約束P.15

任務(wù)二平面一般力系的簡化與平衡方程

一、平面一般力系的簡化與平衡方程2．平面一般力系的簡化

由前述可知，平面一般力系向一點O簡化后，一般來說得到主矢F′R和主矩Mo，但這并不是簡化的最終結(jié)果，進(jìn)一步分析可能出現(xiàn)以下四種情況：

3．平面一般力系的合成結(jié)果

任務(wù)二平面一般力系的簡化與平衡方程

P.16一、平面一般力系的簡化與平衡方程

3．平面一般力系的合成結(jié)果

P.16

1）F′R＝0，Mo≠0；

說明該力系無主矢，而最終簡化為一個力偶，其力偶矩就等于力系的主矩，此時主矩與簡化中心無關(guān)。

2）F′R≠0，Mo＝0；

說明原力系的簡化結(jié)果是一個力，而且這個力的作用線恰好通過簡化中心，此時F′R就是原力系的合力FR。

這種情況還可以進(jìn)一步簡化，根據(jù)力的平移定理逆過程，可以把F′R和Mo合成一個合力FR。合成過程如圖1-2-6所示，合力FR的作用線到簡化中心O的距離為

3）F′R≠0，Mo≠0；

4）F′R＝0，Mo＝0；

任務(wù)二平面一般力系的簡化與平衡方程

一、平面一般力系的簡化與平衡方程平衡狀態(tài)

1）基本形式

平面系平衡的充分必要條件是：力系的主矢和主矩都為零。即：

F′R＝0；

Mo＝0

4．平面一般力系的平衡方程

F′R＝0，Mo＝0；

P.17平面一般力系的平衡條件是：這說明：力系中所有各力在兩個坐標(biāo)軸上的投影的代數(shù)和均等于零，所有各力對任一點之矩的代數(shù)和等于零。

（1-2-５）三個獨立方程，可求解三個未知數(shù)。

任務(wù)二平面一般力系的簡化與平衡方程

一、平面一般力系的簡化與平衡方程

（1-2-6）附加條件：AB連線不得與X軸垂直。

4．平面一般力系的平衡方程P.17

２）二矩式

３）三矩式

（1-2-７）附加條件：ABC連線不在同一直線上。

注意：（1-2-6）、（1-2-７）是物體平衡的必要條件，但不是充分條件。（即：物體平衡，上兩式一定成立，但上兩式成立，物體還不一定平衡）

任務(wù)二平面一般力系的簡化與平衡方程

一、平面一般力系的簡化與平衡方程

2）靜定與靜不定概念靜定系統(tǒng)：系統(tǒng)中所有未知量的總數(shù)小于或等于系統(tǒng)獨立的平衡方程的總數(shù)時，稱為靜定系統(tǒng)。這類系統(tǒng)僅僅只需應(yīng)用剛體的靜力平衡條件，就可以求得全部未知量的解。

5.物體系統(tǒng)的平衡問題P.17

1）外力、內(nèi)力的概念

任務(wù)二平面一般力系的簡化與平衡方程

一、平面一般力系的簡化與平衡方程靜不定系統(tǒng)：系統(tǒng)中所有未知量的總數(shù)大于系統(tǒng)獨立的平衡方程的總數(shù)時，稱為靜不定系統(tǒng)或超靜定系統(tǒng)。這類問題僅應(yīng)用剛體的靜力平衡條件，不能求得全部未知量的解。

物體系統(tǒng)往往不止一個構(gòu)件，常見的物體系統(tǒng)的平衡問題有三類，即構(gòu)架、多跨靜定梁、三鉸拱。這三類問題都有其相應(yīng)的求解特點，在求解過程中能總結(jié)歸納。在求解這三類問題時通常要注意以下情況，如固定端約束、鉸上受力、分布荷載計算、二力構(gòu)件等。

5.物體系統(tǒng)的平衡問題P.17

3）物體系統(tǒng)的平衡問題

任務(wù)二平面一般力系的簡化與平衡方程

一、平面一般力系的簡化與平衡方程

｛例1｝已知混凝土水壩自重G1＝600KN,G2=300KN,水壓力在最低點的荷載集度q=80KN/M,各力的方向及作用線位置如圖，試將這個三個力向底面A點簡化，并求簡化的最后結(jié)果。任務(wù)實施任務(wù)二平面一般力系的簡化與平衡方程

P.18

｛例2｝如圖所示，梁AB的A端是固定端支座，試用力系向某點簡化的方法說明固定端支座的反力情況。任務(wù)實施任務(wù)二平面一般力系的簡化與平衡方程

P.19

｛例3｝懸臂梁如圖，梁上作用有均布載荷q，在B端作用有集中力F=ql和M=ql2，梁長度為2L，已知q和ql（力的單位為N,長度單位為m），求固定端的約束反力。

任務(wù)實施任務(wù)二平面一般力系的簡化與平衡方程

P.19

平面一般力系平衡問題的解題步驟

1．選取研究對象，作出研究對象的受力圖。

2．對所選取的研究對象，列出平衡方程。

3．由平衡方程解出未知量。

4．將計算結(jié)果代入不獨立的平衡方程，以校核解題過程有無錯誤。

任務(wù)實施任務(wù)二平面一般力系的簡化與平衡方程

P.19

摩擦與考慮摩擦?xí)r的平衡問題一、滑動摩擦：

兩物體接觸表面間產(chǎn)生相對滑動或具有相對滑動趨勢時所具有的摩擦。

1.靜滑動摩擦力兩物體表面間只具有滑動趨勢而無相對滑動時的摩擦。

方向、大小2.最大靜滑動摩擦力

拓展知識任務(wù)二平面一般力系的簡化與平衡方程

P.193.摩擦角與自鎖現(xiàn)象FpGFNFfFRFN—

正壓力Ff—

靜摩擦力FR—

全約束反力（全反力）（1）全反力（全約束反力）FR

支承面法向反力與支承面上摩擦力的合力。（2）摩擦角—全反力與接觸面法線的最大夾角。

摩擦與考慮摩擦?xí)r的平衡問題

拓展知識任務(wù)二平面一般力系的簡化與平衡方程

P.193.摩擦角與自鎖現(xiàn)象FpGFNFfFR（3）自鎖角如果作用在物體的主動力的合力作用線在摩擦角之內(nèi)，則不論這個力多大，物體總能保持靜止?fàn)顟B(tài)，這種現(xiàn)象稱為自鎖。

自鎖條件：FR′

二、滾動摩擦

滾動摩擦：汽車機械基礎(chǔ)授課：胡志恒項目一靜力學(xué)基礎(chǔ)P.1知識目標(biāo)：

1掌握平面匯交力系（多個力）合成的幾何法2對合力投影定理有清晰的理解，掌握匯交力系合成的解析法和平衡方程3理解力對點之矩的概念，并能熟練地計算4深入理解力偶和力偶矩的概念，掌握平面力偶的性質(zhì)和平面力偶的合成5了解約束與約束反力的常見類型6理解和掌握平面一般力系的等效與簡化、力系的主矢與主矩、最簡力系、剛體等基本概念7理解平衡方程各種形式，掌握各種力系的獨立平衡方程數(shù)目、物體或物系的平衡問題的解題步驟和技巧8.了解摩擦概念以及考慮摩擦?xí)r的平衡問題

項目一靜力學(xué)基礎(chǔ)P.1能力目標(biāo)：1能正確地將力沿坐標(biāo)軸分解和求力在坐標(biāo)軸上上投影2能應(yīng)用平衡的幾何備件求解平面匯交力系的平衡問題3能正確求解平面輕重力偶系的合成和平衡問題4能熟練地選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄓ嬎懔Φ耐队埃?、力系的主矢和主矩各種力系的簡化或合成結(jié)果5能熟練地求解物體或物系的平衡問題，并力求求解簡單、清晰明了任務(wù)一：匯交力系及其合成任務(wù)二：平面力偶系力系平面力系空間力系項目一靜力學(xué)基礎(chǔ)平面匯交力系平面力偶系平面任意力系平面平行力系P.1

力：是物體間的相互機械作用，這種作用使物體的運動狀態(tài)或形狀發(fā)生改變。物體間的相互機械作用可分為兩類：一類是物體間的直接接觸的相互作用，另一類是物和物體間的相互作用。

力的兩種作用效應(yīng)：外效應(yīng)、內(nèi)效應(yīng)、靜力學(xué)

1.基本概念

任務(wù)一平面匯交力系與力偶系

一、平面匯交力系及其合成P.2

力的三個要素、力的作用線、剛體

平衡：物體相對于地球保持靜止或作勻速直線運動的狀態(tài)。

平面力系平面匯交力系平面力偶系平行力系平面一般力系按力的作用線分布空間力系等效力系與平衡力系力系：

由多個力組成的平面匯交力系，可以連續(xù)應(yīng)用力的三角形法則進(jìn)行力的合成。故平面匯交力系可簡化為平面共點力系。連續(xù)應(yīng)用力的平行四邊形法則，可將平面共點力系合成為一個力。

FR＝F1+F2+…+Fn＝∑FiP.32.平面匯交力系的合成方法

任務(wù)一平面匯交力系與力偶系

一、平面匯交力系及其合成1）幾何法

平面匯交力系的合成結(jié)果是一個合力，合力的作用線通過匯交點，其大小和方向由力系中各力的矢量和確定。方法：以力分解在坐標(biāo)軸上，得到投影為基礎(chǔ)建立方程的。2）解析法（常用方法，重點）力的分解力的合成P.32.平面匯交力系的合成方法

任務(wù)一平面匯交力系與力偶系

一、平面匯交力系及其合成

3.平面匯交力系的平衡

平面匯交力系平衡的條件是P.4

任務(wù)一平面匯交力系與力偶系

一、平面匯交力系及其合成

合力投影定理：力系的合力在某軸上的投影，等于力系中各力在同一軸上投影的代數(shù)和。即合力的大小及方向為：2）解析法（常用方法，重點）2.平面匯交力系的合成方法

1.力對點之矩

P.5

任務(wù)一平面匯交力系與力偶系

二、平面力偶系

力對點的矩

：力F對某點O的矩等于力的大小與點O到力的作用線距離h的乘積。記作Mo（F）＝±Fh

矩心、力臂、力矩、轉(zhuǎn)向、力矩為零力矩的方向：使物體逆時針方向轉(zhuǎn)動的力矩為正，反之為負(fù)。力矩的單位為牛頓·米（N·m）。平面匯交力系的合力對平面上任一點之矩，等于所有各分力對同一點力矩的代數(shù)和。3.力偶的概念大小相等、方向相反，但不作用在同一作用線上的一對平行力。2.合力矩定理

（1）力偶矩的大?。?）力偶的轉(zhuǎn)向在作用面內(nèi)，順時針、逆時針（為正）（3）力偶作用面的方位4.力偶的三要素P.6

任務(wù)一平面匯交力系與力偶系

二、平面力偶系

性質(zhì)1力偶對其作用面內(nèi)任意點的力矩恒等于此力偶的力偶矩，而與矩心的位置無關(guān)。

性質(zhì)2由下圖可見，力偶在任意坐標(biāo)軸上的投影之和為零，故力偶無合力，力偶不能與一個力等效，也不能用一個力來平衡5.力偶的性質(zhì)

（1）力偶在它的作用面內(nèi)，可以任意轉(zhuǎn)移位置。其作用效應(yīng)和原力偶相同，即力偶對于剛體上任意點的力偶矩值不因移位而改變。

（2）力偶在不改變力偶矩大小和轉(zhuǎn)向的條件下，可以同時改變力偶中兩反向平行力的大小、方向以及力偶臂的大小。而力偶的作用效應(yīng)保持不變。5.力偶的性質(zhì)（推論）P.6

任務(wù)一平面匯交力系與力偶系

二、平面力偶系力與力偶是力系的兩個基本元素

P.7

6.平面力偶系的合成若在剛體上有若干個力偶作用,采用上述方法疊加,可得合力偶矩為

M＝M1+M2+…+Mn＝∑M

即：平面力偶系合成的結(jié)果為一合力偶，合力偶矩為各分力偶矩的代數(shù)和

任務(wù)一平面匯交力系與力偶系

二、平面力偶系平面力偶系的平衡平面力偶系的平衡平衡條件是：合力偶為零；即：力偶系中各力偶矩的代數(shù)和等于零。

∑M＝0P.14

任務(wù)二平面一般力系的簡化與平衡方程

一、平面一般力系的簡化與平衡方程1．力的平移定理

作用在剛體上A點處的力F，可以平移到剛體內(nèi)任意點O，但必須同時附加一個力偶，其力偶矩等于原來的力F對新作用點O的矩。平面一般力系

設(shè)有一個平面一般力系

F1、F2、…、Fn

，在平面內(nèi)任取一點O（簡化中心）,根據(jù)力的平移定理，把各力都向O點平移，得到一個匯交于O點的平面匯交力系