建筑力學(xué)電子教案

教案

系部：建筑工程系

課程：建筑力學(xué)

班級(jí)：建筑工程技術(shù)

教師:____________

教案

早緒論授課時(shí)間1

授課題目

節(jié)檢查簽字

授課時(shí)數(shù)2授課方法講授

掌握：

建筑力學(xué)的任務(wù)

教學(xué)目標(biāo)

了解：

建筑力學(xué)的研究對(duì)象、研究?jī)?nèi)容、意義

教學(xué)重點(diǎn)建筑力學(xué)的任務(wù)

教學(xué)難點(diǎn)建筑力學(xué)的任務(wù)

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

導(dǎo)入新課:土木工程就是一門比較古老的學(xué)科，從古代的洞穴建筑到現(xiàn)代的高

層、超高層建筑，經(jīng)歷了成百上千年的演變，從中人們不斷的積累了豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)舉

與理論方法，這種經(jīng)驗(yàn)與理論方法可以指導(dǎo)我們能夠在以后的土木建筑中更好、更

快、更安全的發(fā)展，那么建筑力學(xué)就就是人們從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)中提煉出來,又可以指導(dǎo)人例

們?nèi)粘９ぷ鞯囊婚T理論基礎(chǔ)科學(xué)，可以說,建筑力學(xué)就是建筑工程中最基礎(chǔ)的，最具

理論指導(dǎo)意義的科學(xué)，為我們后續(xù)課程的開展提供了必備的理論基礎(chǔ)知識(shí),所以大講

家要認(rèn)真學(xué)好這門課程。

解

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

緒論

舉

一、建筑力學(xué)的任務(wù)（掌握）35分鐘

1荷載定義及其分類

荷載：主動(dòng)作用在房屋上的力。（自重、風(fēng)壓力）例

分類：

按作用時(shí)間分：恒荷載與活荷載講

按分布情況分：分布荷載與集中荷載

按性質(zhì)分：靜力荷載與動(dòng)力荷載解

2結(jié)構(gòu)定義及其分類

結(jié)構(gòu):就是在建筑物或構(gòu)筑物中起骨架（承受與傳遞荷載）作用的主要物體。

結(jié)構(gòu)體系:框架結(jié)構(gòu)體系

剪力墻結(jié)構(gòu)體系

框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系

筒結(jié)構(gòu)體系

巨型框架體系

3平衡狀態(tài)定義

平衡狀態(tài):結(jié)構(gòu)及其組成結(jié)構(gòu)的各構(gòu)件相對(duì)于地面保持著靜止?fàn)顟B(tài)。

4構(gòu)件正常工作的三個(gè)基本要求

強(qiáng)度:結(jié)構(gòu)抵抗破壞的能力。

剛度:結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）抵抗變形的能力。

穩(wěn)定性:構(gòu)件保持原有平衡狀態(tài)的能力。

5由上述四個(gè)方面總結(jié)出建筑力學(xué)的任務(wù)

建筑力學(xué)的任務(wù):就是通過研究結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性;材料的力學(xué)性

能;結(jié)構(gòu)的幾何組成規(guī)則，在保證結(jié)構(gòu)既安全可靠又經(jīng)濟(jì)節(jié)約的前提下,為構(gòu)件

選擇合適的材料、確定合理的截面形狀與尺寸提供計(jì)算理論及計(jì)算方法。

二、建筑力學(xué)的研究對(duì)象（了解）15分鐘

研究對(duì)象按幾何特征分類：

1、桿:它的幾何特征就是細(xì)而長(zhǎng)，即桿又可分為直桿與曲桿。

2、板、殼:它的幾何特征就是寬而薄，即

平面形狀的稱為板，曲面形狀稱為殼。

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

|-------a-----

3塊體：它的幾何特征就是三個(gè)方向的尺寸都就是同量級(jí)的。

舉

-0-T1—6—f例

4薄壁桿:它的幾何特征就是長(zhǎng)、寬、厚三個(gè)尺寸都相差很懸殊，即/>>6>>如

三、建筑力學(xué)的分析方法（了解）講

建筑結(jié)構(gòu)分析方法:包括理論分析、實(shí)驗(yàn)分析與數(shù)值分析三個(gè)方面。

解

/計(jì)算模型>理論分析、

實(shí)際結(jié)構(gòu)、/計(jì)算結(jié)構(gòu)

實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?gt;實(shí)驗(yàn)分析

四、建筑力學(xué)的意義（了解）

1、基礎(chǔ)學(xué)科，為后續(xù)建筑結(jié)構(gòu)、施工技術(shù)、地基與基礎(chǔ)等課程奠定理論基礎(chǔ)。

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),正確的對(duì)結(jié)構(gòu)受力分析與力學(xué)計(jì)算，保證結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)合理。

3建筑施工，理解圖紙（讀圖）、組織施工、制定安全質(zhì)量措施。

小結(jié)：

本次課重點(diǎn)掌握建筑力學(xué)的任務(wù)

了解建筑力學(xué)的對(duì)象、方法、意義

后記：

教案

.草±r.第一章靜力學(xué)的基本概念授課時(shí)間2

授課題目

-節(jié)H-第一節(jié)力與平衡第二節(jié)基本公理檢查簽字

授課時(shí)數(shù)2授課方法講授

掌握:靜力學(xué)公理

公理1力的平行四邊形法則公理2二力平衡公理公理3加減平衡力

系公理公理4作用力與反作用力公理公理5剛化原理

教學(xué)目標(biāo)

了解：

力的定義及分類、力系的定義及分類、靜力學(xué)的研究問題

教學(xué)重點(diǎn)靜力學(xué)的基本公理

教學(xué)難點(diǎn)靜力學(xué)的基本公理

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

新課導(dǎo)入:在平時(shí)生活中,力就是無時(shí)無刻的存在我們身邊的！那么,什么就

是力那？我們下面來學(xué)習(xí)第一章，從中我們就可以了解到！舉

第一節(jié)力與平衡的概念例

一、力的定義及分類（了解）15分鐘

力:就是物體間相互的機(jī)械作用

力對(duì)物體作用效應(yīng)：講

一就是使物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，叫做力的運(yùn)動(dòng)效應(yīng)或外效應(yīng)。

二就是使物體的形狀發(fā)生改變，叫做力的變形效應(yīng)或內(nèi)效應(yīng)。解

力的三要素:力的大小、力的方向、力的作用點(diǎn)。

力具有大小與方向,所以說力就是矢量?？梢杂靡粠Ъ^的直

線段將力的三要素表示出來。

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

二、力系的定義及其分類（了解）15分鐘舉例講解

力系:就是指作用在物體上的一群力。舉例講解

力系的分類：

各力的作用線都在同一平面內(nèi)的力系稱為平面力系；

各力的作用線不在同一平面內(nèi)的力系稱為空間力系。

平面匯交力系:各力作用線都匯交于同一點(diǎn)的力系。

平面匯交力系平面平行力系平面一般力系

平面平行力系:各力作用線平行的力系。

平面一般力系:各力作用線既不匯交又不平行的平面力系。

三、靜力學(xué)的研究對(duì)象（了解）15分鐘

剛體:在任何外力的作用下，大小與形狀始終保持不變的物體。

靜力學(xué)的研究問題：

1、物體的受力分析

2、力系的等效替換（簡(jiǎn)化）

3、建立力系的平衡條件

合力:凡一個(gè)力與一個(gè)力系等效，則稱此力為該力系的合力。

等效力系:使同一物體具有相同效應(yīng)的力系。

平衡:就是指物體相對(duì)于慣性參考系（如地面）保持靜止或作勻速直線運(yùn)

動(dòng)。

平衡力系:使物體處于平衡狀態(tài)的力系（滿足平衡條件的力系）

第二節(jié)靜力學(xué)基本公理（掌握）45分鐘

公理1力的平行四邊形法則

作用在物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力，可以合成為一個(gè)合力。合力的作用

點(diǎn)也在該點(diǎn)，合力的大小與方向，由這兩個(gè)力為邊構(gòu)成的平行四邊形

對(duì)角線確定。

公理2二力平衡公理

作用在剛體上的兩個(gè)力，使剛體處于平衡的必要與充分條件就是:這

兩個(gè)力的大小相等，方向相反，且作用在同一直線上。

二力桿（二力體,二力構(gòu)件）：僅在兩點(diǎn)受力而處于平衡的物體或構(gòu)

件、用途:已知兩力的作用點(diǎn)，確定其作用線、

公理3加減平衡力系原理

在已知力系上加上或減去任意的平衡力系，不改變?cè)ο祵?duì)剛體的

作用效果。推論1力的可傳性

作用于剛體上某點(diǎn)的力，可以沿著它的作用線移到剛體內(nèi)任一點(diǎn)，不改變?cè)?/p>

力對(duì)剛體的作用。

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

推論2三力平衡匯交定

作用于剛體上的三個(gè)相互平衡的力，若其中兩個(gè)力的作用線匯交于

一點(diǎn)，則此三力必在同一平面內(nèi)，且第三力的作用線通過匯交點(diǎn)。

公理4作用與反作用定律舉

作用力與反作用力總就是同時(shí)存在，兩力的大小相等，方向相反，沿

著同一直線，分別作用在兩個(gè)相互作用的物體上。例

公理5剛化原理

變形體再某一力系作用下處于平衡，如將此變形體剛化為剛體，其平講

衡狀態(tài)保持不變。

思考題：1、合力一定大于分力。解

2、力的可傳性適用于剛體與變形體

3、靜力學(xué)將研究對(duì)象抽象為_____o

小結(jié)：

靜力學(xué)就是研究物體在力系作用下的平衡條件的科學(xué)。

靜力學(xué)公理：公理1力的平行四邊形法則公理2二力平衡公理

公理3加減平衡力系原理公理4作用與反作用定律

公理5剛化原理

后記：

教案

章第一章靜力學(xué)的基本概念授課時(shí)間3

授課題目

節(jié)第三節(jié)約束反力第四節(jié)受力分析檢查簽字

授課時(shí)數(shù)2授課方法講授

掌握：

各種常見約束特點(diǎn)及約束反力的形式

教學(xué)目標(biāo)

了解：

對(duì)物體系統(tǒng)進(jìn)行受力分析

教學(xué)重點(diǎn)常見約束特點(diǎn)及約束反力

教學(xué)難點(diǎn)常見約束特點(diǎn)及約束反力

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

新課導(dǎo)入:前面我們學(xué)習(xí)了力的基本概念，那么力的存在就要受到約束，

那么什么就是約束呀？我們來學(xué)習(xí)下面的內(nèi)容！舉

第三節(jié)約束與約束反力的概念（掌握）45分鐘

自由體:空間運(yùn)動(dòng)不受限制的物體。例

非自由體:運(yùn)動(dòng)受到某些限制的物體。

約束:對(duì)非自由體運(yùn)動(dòng)起限制作用的周圍物體稱約束。講

約束力:約束作用在被約束物體上的力。

確定約束力方向的基本原則:約束力的方向恒與約束所限制的運(yùn)動(dòng)方向相解

反。

常見約束特點(diǎn)及約束反力：

一、柔體約束:繩索、鏈條、膠帶等

柔索只承受拉力

約束力一FN

作用點(diǎn)一接觸點(diǎn)方向一沿柔索背離被約束物體

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

舉

二、光滑面約束:支持U

約束力一法向約束;

作用點(diǎn)一接觸點(diǎn)例

方向一垂直于接觸i

三、光滑圓柱較鏈約克講

光滑圓柱錢鏈約束

約束反力就是互相垂直解

四、固定較鏈支座

五、滾軸支座

約束力：沿著支承面的公法線方向

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

、

>A___

、

(b)

第四節(jié)物體的受力分析與受力圖（了解）30分鐘

受力分析基礎(chǔ)

1、根據(jù)約束性質(zhì)確定約束力；

2、取隔離體；舉

3、畫受力圖。

物體受力分析的依據(jù)例

1、根據(jù)約束的性質(zhì)

2、注意二力桿的判斷講

3、三力平衡匯交定理的應(yīng)用

解

小結(jié)：

約束:對(duì)非自由體運(yùn)動(dòng)起限制作用的周圍物體稱約束。

約束力:約束作用在被約束物體上的力。

約束力的方向恒與約束所限制的運(yùn)動(dòng)方向相反。

受力分析1、根據(jù)約束性質(zhì)確定約束力;2、取隔離體;3、畫受力圖

后記：

教案

.草±r.習(xí)題課授課時(shí)間4

授課題目

-節(jié)H-復(fù)習(xí)物體的受力分析檢查簽字

授課時(shí)數(shù)2授課方法講授

掌握：

受力分析1、根據(jù)約束性質(zhì)確定約束力;2、取隔離體;3、畫受力圖

約束力的方向恒與約束所限制的運(yùn)動(dòng)方向相反

教學(xué)目標(biāo)

了解：

物體受力分析的依據(jù)

教學(xué)重點(diǎn)物體的受力分析以及約束力的判斷

教學(xué)難點(diǎn)物體的受力分析以及約束力的判斷

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

、畫圖所示結(jié)構(gòu)的受力圖。(掌握分鐘

1(a)ACDB)25舉

(1)取結(jié)構(gòu)ACDB為研究對(duì)象。

畫出主動(dòng)力:主動(dòng)力為。

(2)FP例

(3)畫出約束反力:約束為固定較支座與可

動(dòng)錢支座,畫出它們的約束反力，如圖所示

(b)講

「rp

解

Ex

圖圖(b)

O

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

、重量為的小球，按圖、所示放置，試畫出小球的受力圖。(掌握

2123(a))25舉

分鐘

例

講

解

(2)畫出主動(dòng)力:主動(dòng)力為小球所受重力。

(3)畫出約束反力:約束反力為繩子的約束反力以及光滑面的約束反力。

小球的受力圖如圖1、23(b)所示。

3、對(duì)下列圖形進(jìn)行受力分析(掌握)35分鐘

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

小結(jié)：

受力分析1、根據(jù)約束性質(zhì)確定約束力;2、取隔離體;3、畫受力圖

約束力的方向恒與約束所限制的運(yùn)動(dòng)方向相反

后記:

教案

章第二章力的投影與平面匯交力系授課時(shí)間5

授課題目第一節(jié)力的投影第二節(jié)平面匯

節(jié)檢查簽字

交力系的合成

授課時(shí)數(shù)2授課方法講授

掌握：

力在直角坐標(biāo)軸上的投影

平面匯交力系的合成與平衡

平衡條件求解未知力的步驟

教學(xué)目標(biāo)

了解：

力在直角坐標(biāo)軸上的投影

教學(xué)重點(diǎn)平面匯交力系的合成與平衡

平衡條件求解未知力的步驟

力在直角坐標(biāo)軸上的投影

教學(xué)難點(diǎn)平面匯交力系的合成與平衡

平衡條件求解未知力的步驟

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

新課導(dǎo)入:前面一章我們學(xué)習(xí)了力與約束的關(guān)系，在這章我們將繼續(xù)學(xué)習(xí)由

多個(gè)力組成的力系，在力系中的受力情況！舉

第一節(jié)力在直角坐標(biāo):軸上的投影（掌握）25分鐘

力在坐標(biāo)軸上的投影例

Fr-FcosaF,=Fsint7.講

I靡躥橢信

J系的合成（掌握）25分鐘解

平面匯交力系：就是指作用二「物體上的各力的作用線位于同一平面

內(nèi)且匯交于一點(diǎn)的力系。

一、幾何法

（一）兩個(gè)共點(diǎn)力的合成

力三角形的矢序規(guī)則:分力矢Fl,I沿三角形某一邊界的某一方向首尾

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

相接,而合力FR則沿相反方向，從起點(diǎn)指向最后一個(gè)分力矢的末端。

匯交力系平衡的幾何條件：力多邊形自行封閉舉

合力FR為力多邊形的封閉邊

平面匯交力系的合成與平衡（幾何法）例

對(duì)于由n個(gè)力Fl、F2、Fn組成的平面匯交力系，

可得：鼠="+&+0+…+小=￡取講

從而，響匯差力泰的‘省為安請(qǐng)客場(chǎng)演解

FR=j屋+PRy=7(22

ZFX)+(ZFJ

tga

運(yùn)用平衡條件求解未知力的蝴決始掌握）15分鐘

1、合理確定研究對(duì)象并畫該研究對(duì)象的受

力圖；

2、由平衡條件建立平衡方程；

3、由平衡方程求解未知力。

實(shí)際計(jì)算時(shí)，通常規(guī)定與坐標(biāo)軸正向一致的力為正。即水平力向右為正，垂直

力向上為正。

二、合成的解析法（掌握）15分鐘

____G-

2

FR=J琛+'戊=Qx)2+(Xy)

例1圖示三角支架，求兩桿所受

取B節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象，畫受力圖

由2FY=0,建立平衡方程：4^____

-%cSin30°-尸=0IJP?B

,贊穹套僵郎儲(chǔ)向

F=30KN

與真實(shí)指向相反。

一^NBCcos3U°-h=0

由ZFX=0,建立平衡方程：NBA

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

VBA圖做然東味系的戰(zhàn)翼或火師計(jì)

例鳥

滑輪的自重與半徑，試求桿A3與BC所受的7

2般

X

FNBAB■.

30。舉

1FLFNBC/

/〃V〃〃〃，〃〃〃〃例

(a)⑸

講

1、取滑輪B的軸銷作為研究對(duì)象，畫出其受力圖。

2、列出平衡方程:由ZFY=O,建立平衡方程：解

FNBCCOS600-F-Fcos30°=0

f^c=74.5kN

由ZFX=0，建立平衡方程：FVBCcon300+FNBA-Fsin300=0

FNBA=-54.5kN

反力FNBA為負(fù)值，說明該力實(shí)際指向與圖上假定

指向相反。即桿A3實(shí)際上受拉力。

小結(jié)：

平衡條件求解未知力的步驟為：

1、合理確定研究對(duì)象并畫該研究對(duì)象的受力圖；

2、由平衡條件建立平衡方程；

3、由平衡方程求解未知力

后記：

教案

草第二章力的投影與平面匯交力系授課時(shí)間6

授課題目

節(jié)第三節(jié)平面匯交力系的平衡檢查簽字

授課時(shí)數(shù)2授課方法講授

掌握：

平面匯交力系的平衡

教學(xué)目標(biāo)

了解：

教學(xué)重點(diǎn)平面匯交力系的平衡

教學(xué)難點(diǎn)平面匯交力系的平衡

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

第三節(jié)平面匯交力系的平衡（掌握）80分鐘

一、平面匯交力系平衡的幾何條件舉

匯交力系平衡的幾何條件：力多邊形自行封閉例

4=。

講

二、平面匯交力系平衡的平衡方程解

當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí),平面匯交力系的合力FR為零，即：

外=n+琮=J（Z心）2+（2耳）2=0

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

￡心=。例

i=l

n講

IX=。解

Z=1

四個(gè)力作用于。點(diǎn)，設(shè)Fx=50MF2=30N,片=60N,/1=100N,求其合力(解析法)

ZK=0

卜

Fx=-30-60sin30+100sin45=-60+50V2L

V下一八

乙。一U5,^Q/\4Xy.

Fy=50-60cos30+100cos45=50-3M-5072

支架由桿AB、AC構(gòu)成,三處都就是錢鏈約少瓦在點(diǎn)作

用有鉛垂力，用解析法分析兩種情況下桿所受的之J,并說明所

受的力就是拉力還就是壓力。

7A

(l)AB桿：

Y=Wsin30=W/2

為拉力

AC桿：

/,.u

X=—Wcos30

為壓力

IVWy[3

(2)AB桿(BC):尸~—=^~為拉力。

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

重物W=100N,設(shè)各桿、滑輪、鋼絲繩自重不計(jì)，摩擦不計(jì),A、

B、C三處均為錢接連接。求桿件AB,AC受到的力。

以AB桿與AC桿建立直角坐標(biāo)系A(chǔ)點(diǎn)位原點(diǎn)；干

Z丫=。Wsin45+FAB-Wsin30=0

FAB=50（1-血）左N

=0-Wcos45+FAC-WCOS60=0,'

舉

FAC=-50（五+揚(yáng)ZN/

、、￡A例

講

解

k

小結(jié)：

n

Yr.r=o

i=\

n

%=。

Z=1

后記：

教案

草.±r.第三章平面一般力系授課時(shí)間7

授課題目第一節(jié)力矩及合力矩定理第二節(jié)力

節(jié)檢查簽字

偶及性質(zhì)

授課時(shí)數(shù)2授課方法講授

掌握：

合力矩定理

力偶的基本性質(zhì)

教學(xué)目標(biāo)

了解：

力矩的概念

力偶的定義

合力矩定理

教學(xué)重點(diǎn)

力偶的基本性質(zhì)

合力矩定理

教學(xué)難點(diǎn)

力偶的基本性質(zhì)

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

新課導(dǎo)入:基本力系我們?cè)谇懊嬉呀?jīng)學(xué)習(xí)過了！這章我們來學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)動(dòng)的度量

力矩！舉

第一節(jié)力矩的概念及合力矩定理（了解）25分鐘

一、平面力對(duì)點(diǎn)之矩（力矩）例

力對(duì)點(diǎn)的矩簡(jiǎn)稱為力矩

力矩就是度量力對(duì)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)的物力對(duì)點(diǎn)之矩講

理量

4解

Mo（F）=±Fd=±2AOAB

O——矩心

d——力臂4

力對(duì)點(diǎn)的矩就是代數(shù)量。

力矩的單位:N?mkN?m

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

符號(hào)規(guī)定:力F使物體繞矩心作逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)為正，順時(shí)針

轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)為負(fù)。舉

力對(duì)點(diǎn)之矩例

解

e

力矩的性質(zhì)：

1力對(duì)0點(diǎn)的矩不僅僅取決于力F的大小，同時(shí)與矩心的位置有關(guān)。

2力F對(duì)。點(diǎn)的矩不會(huì)因?yàn)镕在其作用線上移動(dòng)而改變。

3如果力F通過矩心0,則Mo（F）=0,此時(shí)力對(duì)物體的作用效應(yīng)為移動(dòng)。

4互成平衡的二力對(duì)同一點(diǎn)之矩的代數(shù)與等于零。

二、合力矩定理與力矩的解析表達(dá)式（掌握）25分鐘

合力矩定理:平面匯交力系的合力對(duì)于平面內(nèi)任一點(diǎn)之矩等于所

有各分力（Fi）對(duì)同一點(diǎn)之矩的代數(shù)與。

此（入）=%（月）+%（工）+…+此（/）=￡此（用

1=1

力矩的解析表達(dá)式：

已知力F,作用點(diǎn)A（x,y）及其夾角/求力F對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)之矩，

通過分力Fx與Fy對(duì)點(diǎn)之矩來得到：

Mo(F)=Mo(Ft)+M(>(Fv)=xFsinO-yFcos0

或Mn(F)^xFv-yFx

合力FR對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)之矩的解析表達(dá)式

此（耳）=￡（》居一＞￡）

1=1

第二節(jié)力偶及其基本性質(zhì)（掌握）25分鐘

一、力偶與力偶矩

1、力偶的定義:作用在同一剛體上的大小相等、方向相反、作用線又不

重與的兩個(gè)平行力所組成的力系稱為力偶。（F,P）

2、力偶對(duì)物體的作用效果：

力偶的作用就是使物體轉(zhuǎn)動(dòng)，力偶使物體轉(zhuǎn)動(dòng)的效應(yīng)，不僅與力F的大小有

關(guān),還與兩個(gè)力作用線之間的垂直距離d（力偶臂）有關(guān)。

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

3、力偶矩：

力偶中力的大小與兩力間的垂直距離的乘積定義為該力偶的力偶矩。

M=±Fd=±2AOAB

d——就是力偶臂力偶矩就是代數(shù)量

符號(hào)規(guī)定：力偶逆時(shí)針轉(zhuǎn)為正、順時(shí)針轉(zhuǎn)為負(fù)

力偶矩就是力偶對(duì)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)的度量，與轉(zhuǎn)動(dòng)中心無關(guān)。

三、力偶的基本性質(zhì)與同一平面內(nèi)力偶的等效定理

定理:在同一平面內(nèi)的兩個(gè)力偶，如果力偶矩相等，則兩力偶彼此等效。舉

基本性質(zhì)：(掌握)15分鐘例

I、力偶沒有合力，不能與一個(gè)力平衡;不就是平衡力系。

II、力偶對(duì)其平面內(nèi)任一點(diǎn)的力矩為定值，就等于力偶矩。講

IIL力偶可在其平面內(nèi)任意移動(dòng)，而不改變它對(duì)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)。

IV、在保持力偶矩大小與轉(zhuǎn)向不變的條件下,可以任意改變力偶中力與力

偶的數(shù)值，而不改變它對(duì)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)。解

力偶性質(zhì)的推論：

1、只要保持力偶矩不變，力偶可在作用面內(nèi)任意移動(dòng),其對(duì)剛體的作

用效果不變

2、保持力偶矩不變，分別改變力與力偶臂大小，其作用效果不變

作業(yè):P403-1(b)(c)

小結(jié):力偶就是由等值、反向、不共線的兩個(gè)平行力組成的特殊力系。

力偶沒有合力，不能與一個(gè)力平衡

平面力偶對(duì)物體的作用效應(yīng)決定于力偶矩M的大小與轉(zhuǎn)向，即

M=±Fd

正負(fù)號(hào)表示力偶的轉(zhuǎn)向，一般以逆時(shí)針轉(zhuǎn)向?yàn)檎粗疄樨?fù)。

力偶對(duì)平面內(nèi)任一點(diǎn)的矩等于力偶矩,力偶矩與矩心的位置無關(guān)。

等效定理:在同一平面內(nèi)的兩個(gè)力偶，如果力偶矩相等，則兩力偶彼此等

效。

后記：

教案

章第三章平面一般力系授課時(shí)間8

授課題目

節(jié)第三節(jié)力的平移第四節(jié)力偶系的合成與平衡檢查簽字

授課時(shí)數(shù)2授課方法講授

掌握：

力的平移定理

平面力偶系的合成與平衡條件

教學(xué)目標(biāo)

了解:

力的平移定理的推導(dǎo)過程

力的平移定理

教學(xué)重點(diǎn)

平面力偶系的合成與平衡條件

力的平移定理

教學(xué)難點(diǎn)

平面力偶系的合成與平衡條件

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

新課導(dǎo)入:前面我們了解力偶的基本性質(zhì)，我們來學(xué)習(xí)一下力應(yīng)如何平移？

第三節(jié)力的平移35分鐘(掌握)舉

一、力的平移定理:作用于剛體上的力，可以平移到力的作用平面內(nèi)的任

一點(diǎn)，但必須同時(shí)附加一個(gè)力偶，該力偶的矩等于原作用力對(duì)新作用a

點(diǎn)之矩。講

M=Fd=M0(F)

設(shè)圓盤A點(diǎn)處作用一個(gè)F力，討論F力的等效平移問題。解

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

舉

例

講

解

等效平移一個(gè)力，必須附加一個(gè)力偶，其力偶矩等于原來的力對(duì)新作

用點(diǎn)之矩。

力系向任意一點(diǎn)0的簡(jiǎn)化

應(yīng)用力的等效平移定理工各平面一般力系中的各個(gè)力（以三個(gè)力為例）全

部平行移到作用面內(nèi)某一給定點(diǎn)。。從而這力系被分解為一個(gè)平面匯交力

系與一個(gè)平面力偶系。這種等效變換的方法稱為力系向給定點(diǎn)0的

簡(jiǎn)化。點(diǎn)。稱為簡(jiǎn)化中心。

推導(dǎo)過程:15分鐘（了解）

//

結(jié)論：力的作用線可以平行移動(dòng)，移動(dòng)后必須附加一個(gè)力偶，附加力偶的

力偶矩等于原來的力對(duì)所移動(dòng)點(diǎn)的力矩

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

第四節(jié)平面力偶系的合成與平衡條件30分鐘（掌握）

平面力偶系:作用在同一個(gè)面內(nèi)的若干個(gè)力偶組成的力系

］、平面力偶系的合成

在同平面內(nèi)的*意個(gè)力偶可合成為一個(gè)合力偶，合力偶矩等于各個(gè)力偶

矩的代數(shù)與，即

n舉

M=￡Mi

i=l例

2、平面力偶系的平衡條件

力偶系平衡時(shí)，其合力偶的矩等于零。講

平面力偶系平衡的必要與充分條件就是:所有各個(gè)力偶矩的代數(shù)與等于

零，即解

￡叫=0

i=l

作業(yè):P413-3

小結(jié)：

力的平移定理

合力偶矩等于各個(gè)分力偶矩的代數(shù)與，即M=￡時(shí)，

/=1

平面力偶系的平衡條件為反弧=o

/=1

后記：

教案

第三章平面一般力系授課時(shí)間9

授課題目

節(jié)第五節(jié)平面一般力系簡(jiǎn)化平衡條件檢查簽字

授課時(shí)數(shù)2授課方法講授

掌握：

主矢與主矩的概念

平面一般力系的簡(jiǎn)化結(jié)果

合力矩定理

教學(xué)目標(biāo)

了解：

力系主矢的解析表達(dá)式

力系主矩的解析表達(dá)式

主矢與主矩的概念

教學(xué)重點(diǎn)平面一般力系的簡(jiǎn)化結(jié)果

合力矩定理

主矢與主矩的概念

教學(xué)難點(diǎn)平面一般力系的簡(jiǎn)化結(jié)果

合力矩定理

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

新課導(dǎo)入:平面一般力系就是如何簡(jiǎn)化那？我們來一起學(xué)習(xí)一下!

第五節(jié)平面一般力系的簡(jiǎn)化與平衡條件20分鐘（了解）

一、平面任意力系向作用面內(nèi)一點(diǎn)的簡(jiǎn)化：

平面一般力系（平面任意力系）：

各力的作用線都在同一平面內(nèi)分布，且既不完全相交于一點(diǎn),也不完

全相互平行，則該力系稱為平面任意力系。

平面一般力系等效為兩個(gè)簡(jiǎn)單力系:平面匯交力系與平面力偶系。

平面匯交力系可合成作用線通過點(diǎn)O的一個(gè)力FR

月=或+月+一+月=￡百

/=1

力矢FR等于原來各力的矢量與。

教學(xué)內(nèi)容、方法及過程附記

平面力偶系可合成為一個(gè)力偶，其力偶矩等于各附加力偶矩的代數(shù)與，

又等于原來各力對(duì)點(diǎn)的矩的代數(shù)與，即舉

此=M+%+…+%=才此（百）例

/=|

平面任意力系向已知點(diǎn)簡(jiǎn)化，可以得到一個(gè)力與一個(gè)力偶。該力稱為原講

力系的主矢，作用在簡(jiǎn)化中心。該力偶的矩稱為主矩，它等于原力系中的各力

對(duì)已知點(diǎn)的力矩的代數(shù)與。解

R——主矢R=LFi與簡(jiǎn)化中心無關(guān)

Mo——主矩Mo=Emo（Fi）與簡(jiǎn)化中心有關(guān)

力系主矢的解析表達(dá)式為：

用=瓜+瓜=21+工4/

主矢或的大小與方向余弦為

氏=J（￡6）2+（￡砥）2

YFYF

cos居,，）=—^,Xcos（F；,/）=—y

FRFR

力系對(duì)點(diǎn)0的主矩的解析表達(dá)式為：