土木工程力學05-約束與約束反力上

1、學習探究12022-3-4土木工程力學第一章第三節(jié)約束與約束反力（上）合肥鐵路工程學校 機電教研室學習探究22022-3-4約束與約束反力（上）溫故知新學習探究知識強化課堂延伸提綱挈領學習探究32022-3-4學習探究學習探究42022-3-4第三節(jié)第三節(jié) 約束與約束反力（上）約束與約束反力（上）學習探究52022-3-4一、知識回顧一、知識回顧1、“四公理”+“兩推論”2、平行四邊形法則計算方法學習探究62022-3-43 3、用平行四邊形法則，求下圖的力的合力。、用平行四邊形法則，求下圖的力的合力。F F2 2=30KN=30KNF F1 130300 030300 0圖圖1 110KN3

2、0300 030300 0F F1 1=30KN=30KNF F2 2F F合合用尺子測量，根據比例尺可得合力為用尺子測量，根據比例尺可得合力為52KN52KN。學習探究72022-3-43 3、用平行四邊形法則，求下圖的力的合力。、用平行四邊形法則，求下圖的力的合力。F F1 1圖圖1 110KN30300 030300 0F F2 2F F合合常見錯誤常見錯誤：1 1、線段末端不畫箭頭、線段末端不畫箭頭2 2、箭頭超過線段長度、箭頭超過線段長度3 3、不給出合力的結果、不給出合力的結果用尺子測量，根據比例尺可得合力為用尺子測量，根據比例尺可得合力為52KN52KN。學習探究82022-3-

3、43 3、用平行四邊形法則，求下圖的力的合力。、用平行四邊形法則，求下圖的力的合力。F F1 1=40N=40NF F2 2=40N=40N60600 0圖圖3 310NOOF F1 1F F2 2F F合合60600 0用尺子測量，根據比例尺可得合力為用尺子測量，根據比例尺可得合力為68N68N。合力與水平線的夾角用量角器測得為合力與水平線的夾角用量角器測得為3030度。度。300學習探究92022-3-4力的正交力的正交分解步驟分解步驟：建立直角坐標系建立直角坐標系從線段的箭頭處向兩個從線段的箭頭處向兩個坐標軸做垂線得到矩形坐標軸做垂線得到矩形。運用三角函數求解運用三角函數求解Fx,FyF

4、x,FyxFxFy ysincosFFFFyxF合合O學習探究102022-3-4 認知認知 技能技能認識七種約束了解其特點認識七種約束了解其特點會畫七種約束的約束反力會畫七種約束的約束反力學習探究112022-3-4學習探究122022-3-4自由體 可以任意運動的物體?？梢匀我膺\動的物體。（空間位移不受限制）（空間位移不受限制）1. 1. 基本概念基本概念自由體學習探究132022-3-4自由體學習探究142022-3-4非自由體受到了其他物體的限制，而不能沿某些受到了其他物體的限制，而不能沿某些方向運動時，這種物體稱為非自由體。方向運動時，這種物體稱為非自由體。如軌道上的火車。如軌道上的

5、火車?；靖拍罨靖拍顚W習探究152022-3-4非自由體：放在玻璃杯中的氣球非自由體：放在玻璃杯中的氣球運動受限制的物體叫非自由體。運動受限制的物體叫非自由體。自由體：飄在空中的氣球自由體：飄在空中的氣球運動不受限制的物體叫自由體。運動不受限制的物體叫自由體。學習探究162022-3-4課間休息了，你是嗎？課間休息了，你是嗎？現在正在學校上課你是自由體嗎？現在正在學校上課你是自由體嗎？學習探究172022-3-4約束約束阻礙物體運動的限制條件阻礙物體運動的限制條件約束：由周圍物體構成的、限制非自由體移動的條件。約束：由周圍物體構成的、限制非自由體移動的條件。學習探究182022-3-4約約

6、束束：阻礙物體運動的限制條件阻礙物體運動的限制條件。約束體約束體：限制限制非自由體非自由體運動的周圍物體。運動的周圍物體。列車是非自由體鐵軌是約束體被約束物體被約束物體約束約束G學習探究192022-3-4約束力約束力：約束對被約束體物體的作用力：約束對被約束體物體的作用力約束限制物體的運動，靠的就是約束力，也叫約束限制物體的運動，靠的就是約束力，也叫約束反力約束反力。鐵軌作用在車輪上鐵軌作用在車輪上的力就是約束力的力就是約束力PTFP繩子作用在小球上的繩子作用在小球上的拉力力就是約束力拉力力就是約束力學習探究202022-3-4約束反力約束反力：就是約束力，簡稱反力：就是約束力，簡稱反力討論

7、一下水杯和手機受到的約束力是什么力？討論一下水杯和手機受到的約束力是什么力？學習探究212022-3-4大小大小方向方向作用點作用點待定通過計通過計算獲得算獲得與該約與該約束所能束所能阻礙的阻礙的位移方位移方向相反向相反接觸接觸 部位部位約束反力的特點約束反力的特點學習探究222022-3-4工程上力的分類工程上力的分類力力主動力主動力約束力約束力能主動引起物體運動或能主動引起物體運動或 使物體有運動趨勢的力使物體有運動趨勢的力 （重力、推力、風力）（重力、推力、風力）阻礙限制物體運動或產阻礙限制物體運動或產 生運動趨勢的力生運動趨勢的力 （軌道對車輪的力）（軌道對車輪的力） （地板對講臺的力

8、）（地板對講臺的力）荷載荷載學習探究232022-3-4常見的四種約束及其約束反力常見的四種約束及其約束反力Title 柔索約束柔索約束 光滑接觸面光滑接觸面約束約束鏈桿約束鏈桿約束 圓柱鉸鏈圓柱鉸鏈約束約束學習探究242022-3-4學習探究252022-3-4柔索：絕對柔軟、無質量、無粗柔索：絕對柔軟、無質量、無粗細、不可伸長或縮短（或者本身細、不可伸長或縮短（或者本身質量可以忽略不計）質量可以忽略不計）1.1.柔索約束柔索約束學習探究262022-3-4柔索約束桁架：由直桿組成的一般具有三角形單元的平面或空間結構 學習探究272022-3-4柔索只能承受拉力，約束力為拉力，作用線柔索只能

9、承受拉力，約束力為拉力，作用線沿柔索背離物體。沿柔索背離物體。屬于這一類約束的有屬于這一類約束的有:軟繩、鏈條或膠帶等。軟繩、鏈條或膠帶等。學習探究282022-3-4大小大小作用點作用點未知通過計通過計算獲得算獲得沿著柔沿著柔索背離索背離物體的物體的方向方向柔索與柔索與物體的物體的接觸點接觸點柔索約束反力的特點柔索約束反力的特點拉力拉力FT學習探究292022-3-4約束力約束力的的方向方向與限制物體運動的與限制物體運動的方向相反方向相反限制該方向的運動限制該方向的運動柔索約束柔索約束學習探究302022-3-4方向、作用點：方向、作用點：柔索的約束反力柔索的約束反力F FT T通過接觸點，

10、沿柔索通過接觸點，沿柔索而背離物體。而背離物體。約束體約束體約束反力約束反力TWA柔繩約束柔繩約束限制方向限制方向反力方向反力方向TFAGG學習探究312022-3-4柔繩、鏈條、皮帶構成的約束學習探究322022-3-4柔繩、鏈條、皮帶構成的約束學習探究332022-3-4柔繩、鏈條、皮帶構成的約束學習探究342022-3-4FT1FT2FT1FT2皮帶的約束反力學習探究352022-3-4練習練習判斷判斷A A點、點、B B點處的鏈條對物體點處的鏈條對物體的約束反力的方向的約束反力的方向。學習探究362022-3-4學習探究372022-3-4接觸面絕對光滑接觸面絕對光滑摩擦力可忽略不計摩

11、擦力可忽略不計2.光滑接觸面約束光滑接觸面約束學習探究382022-3-4學習探究392022-3-4約束力沿接觸面公法線方向并指向物體。約束力沿接觸面公法線方向并指向物體。FN法線法線切線切線學習探究402022-3-4大小大小作用點作用點未知沿著接沿著接觸面的觸面的公法線公法線方向指方向指向物體向物體兩個物兩個物體接觸體接觸的那點的那點光滑接觸面約束反力的特點光滑接觸面約束反力的特點壓力壓力FN(N)學習探究412022-3-4光滑接觸面約束學習探究422022-3-4AFBFCFBACNF公切面公切面公法線公法線學習探究432022-3-4 光滑接觸面的光滑接觸面的約束反力約束反力作用在

12、接觸點處作用在接觸點處，方，方向向沿公法線沿公法線，指向受力物體。指向受力物體。FNAFNB判斷綠色桿狀物體在判斷綠色桿狀物體在A A點、點、B B點點處受到的的約束反力的方向處受到的的約束反力的方向。學習探究442022-3-4 光滑接觸面的光滑接觸面的約束反力約束反力作用在接觸點處作用在接觸點處，方，方向向沿公法線沿公法線，指向受力物體。指向受力物體。ABC判斷半圓狀物體在判斷半圓狀物體在A A點、點、B B點和點和C C點處受到的的約束反點處受到的的約束反力的方向力的方向。ONCFNBFNAF學習探究452022-3-4在不計摩擦的條件下，在不計摩擦的條件下，齒輪間的約束也屬于光齒輪間的

13、約束也屬于光滑面約束?；婕s束。學習探究462022-3-4 光滑接觸面的光滑接觸面的約束反力約束反力作用在接觸點處作用在接觸點處，方，方向向沿公法線沿公法線，指向受力物體。指向受力物體。切線法線FN學習探究472022-3-4判斷黃色圓球在判斷黃色圓球在A A點、點、B B點處點處受到的約束反力的方向受到的約束反力的方向。C練習練習ABABCAB判斷藍桿在判斷藍桿在B B點、點、C C點處受到點處受到的約束反力的方向的約束反力的方向。學習探究482022-3-4繩CDBAEO畫出藍色物體的受力圖G G 學習探究492022-3-4繩CDE畫出藍色物體的受力圖G 脫離體G FTD FTE 學習

14、探究502022-3-4BAO畫出藍色物體的受力圖G G FNB A 該力不存在，否則力就不平衡了學習探究512022-3-4ABFABO畫出綠球的受力圖畫出AB桿的受力圖學習探究522022-3-4CBDAAB畫出AB桿的受力圖學習探究532022-3-4作業(yè)作業(yè)ABCDE求左圖的桿件和右圖的小球的約束反力，摩擦不計，重力都為G.繩學習探究542022-3-4圖1-4 FGAB作業(yè)：習題集第一章作業(yè)：習題集第一章 1： 一、填空題（全部）；一、填空題（全部）； 2：五、作圖題第：五、作圖題第1題（兩個圖）題（兩個圖）繩ACBGD學習探究552022-3-4圖1-4 （a）FGAB作業(yè)講評作業(yè)講評FGABFNAFNBA:光滑接觸面約束方向：圓心與接觸點的連線，指向球體。B:光滑接觸面約束方向：圓心與接觸點的連線，指向球體。學習探究562022-3-4圖1-4 （b）作業(yè)講評作業(yè)講評繩ACBGD繩ACBGDFNAFNBA:光滑接觸面約束方向：與桿垂直，指向直桿。B:光滑接觸面約束方向：與地面垂直，指向直桿。學習探究572022-3-4圖1-10 （a）作業(yè)講評作業(yè)講評繩ABDECGABDFTBB:柔索約束方向：沿著柔索，背離物體。D:光滑接觸面約束方向：與桿垂直，指向直桿。FNDA:固定絞約束方向：一對互相垂直的分力表示待定的狀態(tài)。FAxFAy學習探究582022-