机械基础第一章静力学教案(9)
机械基础第一章静力学教案
第一章静力学第1节基本概念2教学目标一、知识目标知道力的平行四边形公理及两条推论的概念；知道作用与反作用公理的概念知道三力汇交原理的概念二、能力目标能运用力的平行四边形法则求解合力。
能运用力的三角形法则画出力多边形，而求合力三、素质目标培养学生认真学习的兴趣教学重点力的平行四边形公理及两条推论的概念；作用与反作用公理的概念教学难点力的平行四边形公理教学方法演示法讲授法教学准备练习卷教学课时2课时教学过程教学内容教学组织第一课时一、复习导入1、什么是二力平衡公理？2、什么叫二力杆？二力杆的受力方向如何确定？它与二力杆的形状有无关系？〖复习提问〗[生答] 以抽签的方式决定由谁来回答二、新课教学（一）力的平行四边形公理1、概念作用在物体上同一点的两力的合力也作用在该点上，合力的大小和方向可用以该两力为邻边的平行四边形的结角线表示。
[演示实验]将下图所示的实验装置安装在白纸的竖直平板上。
[引导学生观看] 三个力之间的关系2、力的平行四边形公理的应用[演示] 两个共点力。
[引导学生画图] 求作合力[学生演示]画平行四边形的过程[讲授]画平行四边形的方法3、力的三角形法则是一力的末端与另一力的始端相接，再连接两力的始末两端便得合力R 。
[注意] 合力的大小与方向与两力的先后顺序无关。
[提问] 用力的平行四边形法则求三个力的合力[引导学生画图] 求作合力[学生演示]求作合力的过程比较麻烦和复杂[问]有没有一种更简单的方法？ [讲授]力的三角形法则[演示] 用力的三角形形法则求三个力的合力[看] 看不同的效果4、力的分解利用力的平行四边形法则（三角形法则）也可以一个力分解成两个力。
显然,由一个已知力为对角线可作无穷多个平行四边形，如图所示。
因此，必须附加一定的条件，才能得出确切结果。
工程上，一般向互相垂直的两个方向进行分解。
[讲授][演示]将一个力沿X 、Y 轴方向分解为两个力。
[引导学生练习] 求分力第二课时（三）作用和反作用公理1、概念 一物体对另一物体有一作用力时，另一物体对该物体必定有一反作用力。
机械基础第一章静力学教案
2、电动机车为什么能作匀速直线运动？等等
〖问〗什么是力
[生答]回忆初中物理里力的概念
[演示]手推动粉笔盒，粉笔盒在讲桌上运动。
二、新课教学
（一）力的概念
1、力的概念
力是物体间的相互机械作用。力不能脱离物体而存在。
[演示]手推动粉笔盒，粉笔盒在讲桌上运动。
第一章静力学
第1节基本概念1
教学目标
一、知识目标
知道力、刚体、平衡的概念；
知道力系的概念及力的合成与力的分解的概念
知道二力平衡公理及二力杆的概念
二、能力目标
能弄清力的三要素、单位、符号等。
能理解力的合成与力的分解的概念；
具备二力杆的能力
三、素质目标
培养学生认真学习的兴趣
教学重点
力、刚体、平衡的概念，二力平衡公理及二力杆的概念
4）、合力、分力——若一个力和一个力系等效,则这个力称为该力系的合力，
5）、力的合成——用一合力代换各分力的过程。
6）、力的分解——用多个力代换一合力的过程。
7）、力系的简化——用一个简单力系代替复杂力系的方法。
[讲授]
[演示]
（二）刚体的概念
1、定义：在力的作用下不产生变形的物体称为刚体。
〖问〗有没有受力不变形的物体
1、定义
作用于刚体上的两个力，使物体处于平衡状态的必要和充分条件是：此两力的大小相等，方向相反，且作用线在同一直线上。即：等值、反向、共线、共体。
[示例]放在讲桌上的粉笔盒。分析粉笔盒的受力。
[引导学生分析]G=N
2、例：吊在天花板上的白织灯。重为2N，问绳子受力多少？
[提出问题]问绳子受力多少
[学生思考]绳子受力多少
《机械设计基础》课件第1章静力学基础与理论
（2）力与轴不共面：
过力 F 的起点 和终点分别作 平面垂直于x轴，
则 X=±ABˊ
= ± ab
（3）正负号规定：
若a为F 与x轴正向的夹角，则X=Fcos a 若a为锐角，则X=±Fcos a ，用观察法确定正负，即：
如果从力的起点的投影到终点的投影与投影轴的正向一致 者为正，反之为负。
平行四边形的对角线来表示。即 RF1F2
力三角形→
《机械设计基础》课件第1章静力学基础 和理论
公理2 二力平衡条件
作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是： 这两个力大小相等、方向相反、作用线共线，作用于同一 个物体上。
(简称等值、反向、共线）
注意：
F1F2 F1F2
《机械设计基础》课件第1章静力学基础 和理论
（1）平面问题中的力偶矩是代数量，大小等于力偶中的力的 大小与力偶臂的乘积：
'
mm(F,F)Fd 规定：逆时针转向为正，反之为负 。
单位：N.m，kN.m 《机械设计基础》课件第1章静力学基础 和理论
（2）空间问题中的力偶矩是矢量，其对物体的作用决定于力 偶三要素：
●力偶矩的大小 ：m Fd
●力偶作用面在空间的方位
《机械设计基础》课件第1章静力学基础 和理论
1.1 静力学基本知识
1.1.1力、刚体、平衡
（1）力的概念
1）定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用使物体的 运动状态发生改变或使物体产生变形。
2） 力的效应： ①运动效应(外效应) ②变形效应(内效应)。
（如无特别声明，本课程只研究力的外效应） 3）力的三要素：大小，方向 ，作用点。
MO FR
机械基础第一章静力学教案
第一章静力学教学目标一、知识目标知道力偶的概念；知道力偶的计算知道力偶的性质二、能力目标能理解力偶的性质。
能计算力偶三、素质目标培养学生认真学习的兴趣教学重点力偶的计算教学难点力偶的性质教学方法演示法讲授法教学准备练习卷教学课时2课时教学过程教学内容教学组织第一课时一、导入新课上图中生活中的实例用到的是物理中哪个原理〖提问〗[生答] 力偶二、新课教学（一）力偶的概念1、力偶由两个等值、反向、不共线的（平行）力组成的力系称为力偶，记作),('FFm或m。
力偶的作用是只能使物体转动。
[演示实验]用手操作丝锥铰手进行攻丝。
[讲解]力偶的概念，演示力偶的作用。
2、力偶的大小力偶对刚体的作用效果不仅与力偶中两力的大小有关，而且与力偶臂有关，将力偶中力的大小和力偶臂的乘积冠以适当的正负号称为力偶矩，用m表示，即F dm±=其中：逆时针用“+”，顺时针用“-”；F表示力的大小；d为力偶臂（力偶臂是指两力作用线间的[讲解]力偶的计算公式[着重讲解]力偶臂的概念，采用不同的图形，画出力偶臂并演示，可让学生在黑板上画，确保大部分学生掌握这个概念。
距离）。
3、力偶的性质1）、力偶无合力，力偶不能与一个力等效，也不能与一个力平衡。
力偶只能与力偶平衡。
2）力偶对其作用面内任一点之矩与矩心的位置无关，恒等于力偶矩。
3）只要保持力偶矩不变，力偶可在其作用面内任意移转，且可以同时改变力偶中力的大小与力臂的长短，对刚体的作用效果不变.4）只要保持力偶矩的大小和力偶的转向不变，可以同时改变力偶中力的大小和力偶臂的长短，而不改变力偶对刚体的作用效果。
5）力偶在任意坐标轴上的投影等于零[推导] 利用平面汇交力系平衡方程的知识推导力偶无合力。
[引导推导] 力偶对作用面内任一点之矩。
[讲解]分析其它性质[记] 记住力偶的性质第二课时（二）平面力偶系的合成1、平面力偶系的概念作用面共面的力偶系称为平面力偶系。
[讲解]平面力偶系[演示]2、平面力偶系的合成平面力偶系合成的结果还是一个力偶（称为合力偶），合力偶矩等于力偶系中各分力偶矩的代数和。
机械基础教案
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教案第3次课学时 2
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当I z ≠I y 时，
即位移不再发生在荷载作用作用面。
因而不属于平面弯曲。
拉伸（压缩）和弯曲的组合变形
1、 内力分析
2、 应力分析
3、 强度计算
ϕβtg I I I P I P I l
I l f f tg y z y y z z z
y y z y z ====E 3P E 3P 33
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作业布置
无
主要
参考资料
《机械力学与机械设计》郑增铭郭攀成主编
《机械原理》孙桓主编
课后自我总结分析同学们在最后一堂课上的纪律很好，积极听讲，提出了很多的问题，一一进行解答，并准备另外安排时间进行疑难问题的解答。
机械工程基础静力学教案
机械工程基础静力学教案一、教学目标：1. 理解静力学的基本概念，掌握物体处于平衡状态的条件。
2. 学会运用力的合成与分解，求解物体在多个力作用下的平衡问题。
3. 熟悉常见力学原理在工程实际中的应用，提高解决实际问题的能力。
二、教学内容：1. 静力学基本概念2. 力的合成与分解3. 平衡条件的应用4. 工程实例分析三、教学方法：1. 采用讲授法，讲解静力学基本概念、原理和方法。
2. 利用示教模型或动画，展示力的合成与分解过程。
3. 案例分析法，分析工程实际中的平衡问题。
4. 课堂互动，引导学生积极参与讨论。
四、教学准备：1. 教材、教案、PPT2. 示教模型或动画素材3. 习题及答案五、教学过程：1. 引入：讲解静力学在工程中的重要性，激发学生学习兴趣。
2. 讲解静力学基本概念，如力、平衡、合力等。
3. 演示力的合成与分解，让学生理解并掌握原理。
4. 分析工程实例，运用平衡条件解决问题。
5. 课堂练习，让学生巩固所学知识。
6. 总结本节课内容，布置课后作业。
7. 课堂互动，解答学生疑问。
8. 课后辅导，针对学生薄弱环节进行针对性讲解。
9. 定期检查作业，了解学生学习进度。
10. 调整教学方法，提高教学质量。
六、教学评估：1. 课后作业：布置有关静力学基本概念、力的合成与分解以及平衡条件应用的习题，要求学生在规定时间内完成。
2. 课堂练习：设置一些实际案例，让学生在课堂上运用所学的静力学知识进行分析，以检验学生对知识的理解和应用能力。
3. 期中期末考试：设计有关静力学的试题，以全面评估学生对课程内容的掌握程度。
七、教学反馈：1. 课后收集学生的作业和练习，分析其解答过程中的优点和不足，针对性地进行讲解和辅导。
2. 课堂提问：在授课过程中，适时向学生提问，了解他们对知识的掌握情况，及时调整教学进度和教学方法。
3. 学生反馈：鼓励学生提出意见和建议，了解他们对课程的看法，不断改进教学方式，提高教学质量。
静力学基础知识教案
静力学基础知识教案一、教学目标。
1. 了解静力学的基本概念和原理；2. 掌握平衡条件和平衡方程的应用；3. 能够解决简单的静力学问题。
二、教学重点和难点。
1. 静力学的基本概念和原理；2. 平衡条件和平衡方程的应用；3. 解决简单的静力学问题。
三、教学内容。
1. 静力学的基本概念。
（1）力的概念和分类；（2）力的作用线和作用点；（3）力的合成和分解。
2. 平衡条件和平衡方程。
（1）力的平衡条件；（2）物体的平衡方程。
3. 静力学问题的解决。
（1）简单的静力学问题的求解；（2）实际问题的静力学分析。
四、教学方法。
1. 讲授相结合的教学方法；2. 举例分析，引导学生理解和掌握静力学的基本原理；3. 练习和实例分析，培养学生解决问题的能力。
五、教学过程。
1. 静力学的基本概念。
（1）力的概念和分类。
力是物体之间相互作用的结果，按照性质和作用对象的不同，可以分为接触力、重力、弹力、摩擦力等。
在静力学中，我们主要关注的是物体受到的外力，包括重力和其他物体对其施加的力。
（2）力的作用线和作用点。
力的作用线是力的作用方向所在的直线，力的作用点是力作用的具体位置。
在静力学中，我们需要明确力的作用线和作用点的位置，以便进行平衡条件和平衡方程的分析。
（3）力的合成和分解。
当多个力作用在同一个物体上时，可以通过力的合成和分解来简化问题。
力的合成是指将多个力合成为一个等效的力，力的分解是指将一个力分解为多个分力的合成。
这些方法在静力学问题的求解中非常有用。
2. 平衡条件和平衡方程。
（1）力的平衡条件。
当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，外力和内力之间必须满足平衡条件。
平衡条件包括平衡力的合成和平衡力的分解两种情况，通过这些条件可以得到物体所受力的平衡方程。
（2）物体的平衡方程。
物体的平衡方程是指在静力学问题中，根据物体所受外力和内力的平衡条件，建立物体的平衡方程。
平衡方程可以通过力的合成和分解来进行分析，从而得到物体所受力的平衡条件。
静力学基础教学教案
第一章静力学基础力学包括静力学，动力学，运动学三部分，静力学主要研究物体在力系作用下的平衡规律，静力学主要讨论以下问题：1.物体的受力分析；2.力系的等效.与简化；3. 力系的平衡问题。
第1讲§ 1 － 1静力学的基本概念§1-2静力学公理【目的与要求】1 、使学生对静力学基本概念有清晰的理解，并掌握静力学公理及应用范围。
2、会利用静力学静力学公理解决实际问题。
【重点、难点】1、力、刚体、平衡等概念；2、正确理解静力学公理。
一、静力学的基本概念1、力和力系的概念一）力的概念1）力的定义：力是物体间的相互作用，这种作用使物体运动状态或形状发生改变。
（举例理解相互作用）2)力的效应：○1外效应（运动效应）：使物体的运动状态发生变化。
（举例）○2内效应（变形效应）：使物体的形状发生变化。
（举例）3）力的三要素：大小、方向、作用点。
力是定位矢量4）力的表示：○1图示○2符号：字母＋箭头如：F二）力系的概念1）定义：作用在物体上的一组力。
（举例）2)力系的分类○1按力的的作用线现在空间分布的形式：A 汇交力系 b 平行力系 c 一般力系 ○2按力的的作用线是否在同一平面内 A 平面力系 B 空间力系 3)等效力系与合力A 等效力系 ——两个不同力系，对同一物体产生相同的外效应，则称之B 合力——若一个力与一个力系等效，则这个力称为合力 2.刚体的概念：1）定义：在力的作用下保持其大小和形状不发生变化。
2）理解：刚体为一力学模型。
3.平衡的概念：1）平衡——物体相对惯性参考系（如地面）静止或作匀速直线运动． 2)平衡力系——作用在刚体上使物体处于平衡状态的力系。
3平衡条件——平衡力系应满足的条件。
二．静力学公里 公理一：二力平衡公里作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力的大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。
使刚体平衡的充分必要条件二力构件：在两个力作用下处于平衡的物体。
静力学教案
课题：静力学基础课型：理论讲授教学目的：使学生了解掌握力的性质、静力学基本公理使学生具备对构件进行受力分析、画受力图等基本技能教学要求：1、要求学生了解力的性质、静力学基本公理重点：力的性质、静力学基本公理、力系的简化和平衡条件等静力难点：画受力图及平衡计算教具：挂图，多媒体教学方法与手段：概念感知- -融会贯通实例讲解法，实施步骤：引入：同学们今天我们将要介绍力的性质、静力学基本公理、力系的简化和平衡条件等静力、具备对构件进行受力分析、画受力图及平衡计算等基本技能正题：静力学基础一、力的基本性质力的概念1 ．力的定义力是物体间相互的机械作用。
力作用的结果有两个，一是使物体的运动状态发生变化，即力的外效应，也称为运动效应；二是使物体的形状发生改变，即力的内效应，也称为变形效应。
力是人类在长期的生产实践和科学实验、观察中逐步建立起来的概念。
力作用的例子普遍存在于日常生活和生产劳动当中。
当人用手推、拉、投掷、举起物体时，会使物体的运动状态改变；汽车方向盘杆受到驾驶员双手的作用力而转动，从而控制汽车的转向；车轮在受到制动力作用时将减速或停下。
2 ．力有三要素力的三要素是指：力的大小、方向和作用点。
力对物体的效应取决于力的三要素。
只要力的三要素之一发生改变，则力对物体的效应也就随着改变。
力是有大小和方向的量，可见力是矢量。
力矢用黑体字母“ F ”表示，相应的白体字母“ F ' ，则表示力矢的大小。
本书采用国际单位制，力的单位是牛顿，符号为“牛”或“ N ”。
3 ．力的图示法用带箭头且通过力的作用点的有向线段表示，其中线段长度按一定的比例量取，表示力的大小，线的末端 b 点的箭头表示力的方向。
刚体的概念刚体是指受力作用后不变形的物体，是静力学中对一些工程构件进行抽象化后的理想的力学模型。
在实际工程中，如钢、铸铁、混凝土、木材、陶瓷等常用的构件材料均有足够的抵抗变形的能力，这些构件在受力后产生的变形是极其微小的。
机械基础(第1单元)
• 利用加减平衡力系公理可以推导出力的可传性原理，即作用于刚体上的 力，可沿其作用线移至刚体上任一点而不改变其对刚体的作用效果。
• 例如，假设刚体上A点作用一力F，如左下图所示，如果在力F的作用线 上任取一点B，在B点加一平衡力系（F1、F2），使F1=-F2=F，如中 间下图所示。根据加减平衡力系公理，这样做并不改变原力对刚体的作 用效果。此时，F2与F组成一对平衡力系，根据二力平衡公理，可将此 二力从力系中减去，则相当于将力F沿着它的作用线移至了B点，而且 力F不改变对刚体的作用效果。因此，对于刚体来说，力的可传性原理 成立。
• P= P有+ P无 • η= P有/ P
第三节 约束、约束力、力系和受力图的应用
• 一、约束与约束力
• ●凡是对一个物体的运动或运动 趋势起限制作用的其他物体，都 称为这个物体的约束。
• ●约束对物体的作用力称为约束 力。
• ●与约束力相对应，使物体产生 运动或运动趋势的力，称为主动 力（在工程上又称为载荷），如 物体的重力、风力、压力、零件 的载荷等。
第一节 力的概念与基本性质
• 四、力的基本性质 • 力的基本性质由静力学公理来说明。静力学公理是整个静力学的基础，
反映了力所遵循的客观规律，是进行构件受力分析、研究力系简化和力 系平衡的理论依据。 • 1．二力平衡公理 • 二力平衡公理（或二力平衡条件）：作用在刚体上的两个力，使刚体处 于平衡状态的充分和必要条件是这两个力作用在同一直线上，而且它们 大小相等、指向相反，如下图所示。 • 二力平衡公理适用于刚体，对于变形体则不完全适用。
• 3．力的平行四边形法则 • 力的平行四边形法则：作用在物体上同一点的两个力，其合力也作用
机械基础：第01章-静力学
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第1.一1.章3 静约力束学与约束力
(2)光滑面约束 当两物体直接接触，且表面光滑，接触 处摩擦力很小，可略去摩擦不计，这种光滑面构成的约 束称为光滑面约束。这类约束不能限制物体沿约束表面 切线的位移，只能阻碍物体沿接触面法线并向约束内部 的位移。因此，光滑接触面的约束力必通过接触点，方 向沿着接触面在该点的公法线并指向受力物体。这类约 束力称法向力，常用N表示，如图所示。
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第一1章.3静力力学矩和力偶 1.3.1 力对点的矩及合力矩定理
1．力对点的矩 人用扳手转动螺母，会感到加在扳手上的力越大，或者力的
作用线离中心越远，就越容易转动螺母，如图所示。力使刚体 绕某点O转动的效应，不仅与力的大小成正比，而且与O至力作 用线的垂直距离成正比。乘积加上适当的正负号，称为力对O 点的矩，简称力矩，记作
2．力的三要素 对物体作用效果取决于力的大小、方向和作用点三个要素。
力是矢量，具有大小和方向。力的单位以“牛顿”(N)或“千 牛”（kN）表示。三要素中任何一个要素改变，都会使力的 作用效果改变。
1.1.1 静力学的基础
3．力的图示法 用有向线段能表示力的三要素，如图1.1所示，这种方法叫
做力的图示法。矢量的长度按一定的比例表示力的大小，箭 头的指向表示力的方向，线段的起点或终点表示力的作用点。 通过作用点，沿着力的方向引出的直线，称为力的作用线。 例如：小车受到100N的推力，可用下图的有向线段来表示。
当前页14
1.2第.3一平章 静面力汇学交力系合成的解析法
用几何法求解平面汇交力系平衡问题，作图很难做到精确， 若作图后用几何关系计算，则当力系中力较多时，运算比较 繁琐。因此在工程实践中，应用较多的是解析法。平面汇交 力系合成的解析法是以力在坐标轴上的投影为基础建立起来 的。 1．力在坐标轴上的投影
第一章静力学基础PPT学习教案
第26页/共52页
第三节 平面力系的合成与平衡方程
一、力在直角坐标轴上的投影
y
b
B
Y
F
a A
X F cos Y F sin
O a Xb x
正负号规定：从a到b 的指向与x轴正向相同时，投影X为正 值，相反时为负值。
力在轴上的投影是个标量。
第27页/共52页
第三节 平面力系的合成与平衡方程
C
F
B
第16页/共52页
第二节 力矩与力偶 力偶实例
F1 F2
第17页/共52页
第二节 力矩与力偶
2.力偶的性质 （1）力偶是一对特殊力，是基本的力学量，不能用一个力 来代替，也不能与一个力平衡，力偶只能与力偶平衡；
（2）力偶中两力在任一轴上投影的代数和都等于零；
F
A
Bq
q
F
x
第18页/共52页
第3页/共52页
第一节 静力学基本公理 三、加减平衡力系公理 在作用于刚体的任意力系上,加上或减去任意一个平衡力系,将不 改变原力系对刚体的作用效应（不改变刚体运动状态）。
推理1 力的可传性
作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到 刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用。
B
F1
B
F1
F
A
A F F2
第10页/共52页
第二节 力矩与力偶
2.合力矩定理
例题：求图中力F对A点的力矩，已矩F=10kN。
Fy
MA F Fd
Fx
d 5 cos300 3 sin 300
d
5 0.866 3 0.5
2.83m
M A F 10 2.83 28.3kN.m
机械工程基础静力学教案共48页
绪论一、本课程的研究对象——机械。
是指机器与机构的总称。
二、本课程的主要内容1．工程力学2．机械工程材料及热加工3．常用机构和机械传动4．联接与轴系零部件三、本课程的性质和任务1．性质：是工科有关专业的一门重要技术基础课。
2．任务1）初步掌握分析解决工程实际中简单力学问题的方法；2）初步掌握对杆件进行强度和刚度计算的方法；3）掌握常用机械工程材料的性能、用途及选用原则，初步掌握机械零件毛坯的基本知识；4）掌握常用机构和通用机械零件的基本知识，初步具有分析、选用和设计机械零件及简单机械传动装置的能力。
第一篇工程力学第一章静力学基础§1-1 力的概念及静力学公理一、力的概念1．力的定义：力是物体之间的相互机械作用。
作用效果：使物体的运动状态发生变化（运动效应）或使物体产生变形（变形效应）。
静力学只讨论力的运动效应。
2．力的三要素：大小、方向、作用点。
力是具有大小和方向的量，所以力是矢量。
一般情况下，其大小、方向和作用点不能随意变动，是固定矢量。
不是自由矢量。
3．力的单位：国际单位制：牛顿（N）；千牛顿（kN），1kN=103N。
4．力的图示：力的三要素可以用有向线段来表示。
（P4图1-1）5．刚体：在力的作用下其大小和形状均保持不变的物体。
静力分析的研究对象为刚体或刚体系。
6．力系与等效力系（1）力系：作用于物体上的一群力（有限个或无限个）所组成的集合。
（2）等效力系：对物体作用效应相同的力系互为等效力系。
（3）合力：与一个力系等效（对物体作用效果相同）的一个力。
（4）分力：力系中的各力称为合力的分力。
7．平衡与平衡力系（1）平衡：物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动的状态。
（2）平衡力系：作用在平衡物体上的力系。
静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学。
二、静力学公理 1．二力平衡公理（1）公理：刚体仅在两个力作用下处于平衡状态的充要条件是：此二力大小相等、方向相反、作用线重合。
机械基础第一章静力学教案
机械基础第一章静力学教案(7)(总4页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除第一章静力学第4节平面汇交力系1教学目标一、知识目标知道平面力系的类型的概念；知道力的正交分解知道求平面汇交力系合力的方法二、能力目标能运用数学知识求解分力。
能运用解析法求合力三、素质目标培养学生认真学习的兴趣教学重点力的正交分解；平面汇交力系合成的解析法教学难点力的正交分解教学方法演示法讲授法教学准备练习卷教学课时2课时教学过程教学内容教学组织第一课时一、复习导入1、什么是力系2、常见的力系有哪些〖设问〗二、新课教学（一）平面力系的类型平面力系根据力系中各力作用线的位置，力系可分为平面力系和空间力系。
各力的作用线都在同一平面内的力系称为平面力系。
在平面力系中又可以分为平面汇交力系、平面平行力系、平面力偶系和平面一般力系。
在平面力系中，各力作用线汇交于一点的力系称平面汇交力系。
[演示]利用PPT演示三类平面力系。
[引导学生观看] 得出平面汇交力系的概念。
〖设问〗我们如何才能求出它的合力呢？即力系的合成（二）平面汇交力系合成的几何法1、几何法只需把各力矢首尾相连，得一折线，则合力矢是由第一个力矢[提问] 还记得力的三角形法则吗的起点向最后一个力矢的终点的线。
各分力矢与合力矢构成的多边形称为力的多边形，这种求合力的方法称为力的多边形法则。
若改变各力矢的作图顺序，所得的力的多边形的形状则不同，但是这并不影响最后所得的逆封边的大小和方向。
[引导学生回答][讲授]利用几何法合成平面汇交力系[演示] 几何法 [看] 看不同的效果[讲授]几何法的特点：简单，但由于作图误差，结果也有误差。
[问]有没有一种方法能精确知道合力呢？引出解析法（用计算的方法）（三）平面汇交力系合成的解析法1、力的正交分解（力在坐标轴上的投影）说明：（1）投影的指向与 坐标轴一致，为正，否则为负； （2）力在坐标轴上的投影为标量。
理论力学教案静力学部分
绪 论一、理论力学研究的对象和内容理论力学是研究物体机械运动一般规律的科学。
所谓机械运动就是物体空间位置随时间的变化。
理论力学包括以下三个主要部分：1 静力学：研究物体平衡时所应满足的条件。
物体受力的分析方法及力系的简化等。
2 运动学：只以几何角度来研究物体的运动而不考虑引起运动的原因。
3 动力学：研究物体运动与作用力之间的关系。
理论力学属于古典力学范畴。
它以伽里略和牛顿的基本定律为基础，研究速度远小于光速的客观物体机械运动。
现在工程实际中的大量物体都可以由古典力学来很好的解决。
二、学习理论力学的目的1 工程中的机械运动问题要用理论力学知识来解决。
2 理论力学是一些工程专业课的基础。
如：材料力学，机械原理，机械零件，以及许多专业课。
3 理论力学研究方法与许多学科的研究方法有不少相同之处。
因此，掌握这些方法对其它课程的学习有很多好处。
4日常生活中有许多问题可用理论力学知识解释、解决。
静力学静力学是研究物体在力系作用下的平衡规律的科学。
力系是指作用在物体上的一群力。
平衡是指物体相对于地面保持静止或作匀速直线运动的状态。
静力学中研究下面两个基本问题：（1）力系的简化；将作用在物体上的一个力系用另一个与它等效的力系来替换这两个力系互为等效力系，如用一个简单力系等效替换一个复杂力系，称为力系的简化。
（2）物体在力系作用下的平衡条件。
研究物体平衡时，作用在其上的各种力系所需满足的条件。
满足平衡条件得力系称为平衡力系。
第一章 静力学公理和物体的受力分析§1-1静力学公理一、基本概念1． 刚体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。
这是一个理想的力学模型。
由于我们在静力学中只研究刚体，故又称为刚体静力学。
2．力1）力：力是物体之间的相互机械作用。
2）力三要素（1）力的大小。
力的大小是指物体间相互作用的强弱程度。
（2）力的方向。
力的方向通常包括方位和指向两个涵义。
（3）力的作用点。
第1章 静力学基础1教案
静力学 材料力学
平衡：是指物体相对于惯性参考系保持静止或匀速直线运动的状态。 静力学的研究模型是刚体 静力学主要研究受力物体平衡时作用力所应满足的条件；同时也研究物体受力的分析方 法，以及力系简化的方法。 第1章 静力学基础 章 §1-1 力和力矩 一、力的概念 1．力的三要素：力的大小、方向和作用点。 力的三要素： 力是矢量
( )
教 学 过 程（代号 A—4）
JWK-033
等效力系： 等效力系：如果一个力系与另一个力系对物体的作用效应相同，则这两个力系互称为等 效力系。 若一个力与一个力系等效，则称这个力为该力系的合力，而该力系中的各力称为这个力 的分力。 平衡力系： 平衡力系：如果刚体在一力系作用下保持平衡，则称该力系为平衡力系（或称零力系） 已知分力求其合力的过程称为力的合成，已知合力求其分力的过程称为力的分解。 力系的分类： 平面汇交（共点）力系，平面平行力系，平面力偶系，平面任意力系； 空间汇交（共点）力系，空间平行力系，空间力偶系，空间任意力系。 四、合力矩定理 合力矩定理：若平面任意力系有合力，则合力对作用平面内某一点之矩等于各分力对同 合力矩定理 一点之矩的代数和。
( ) ( )
( )
教 学 过 程（代号 A—4）
JWK-033
二、作用在刚体上的力的效应与力的可传性 1．力使物体产生两种运动效应： 力使物体产生两种运动效应： 平移：若力的作用线通过物体的质心，则力将使物体沿力的方向平移 平动+转动：若力的作用线不通过物体的质心，则力将使物体沿力的方向既发生Байду номын сангаас动 又发生转动 2．力的可传性： 力的可传性： 作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点，并不改变该力对刚 体的作用。
静力学基础教案
教师分析讲解：物体的平衡是物体相对于地面处于静止或作匀速直线运动的状态。
学生复习：平衡是相对的，而运动是绝对的。用哲学的观点分析问题。
作用于一个刚体上的力，使刚体保持平衡状态的必要与充分条件是：此二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上（简称二力等值、反向、共线）。如下图所示，用矢量式表示F1=－F2。
教学方法
教学手段
讲授法、提问法
教学用具
或设备
多媒体
教学过程
授课思路
与方式方法
教学内容及教师活动
学生活动
一、导入
在学习了静力学基础知识及具备了画受力图的能力后，我们就可以进入到理论力学的重要内容----平衡问题的学习上来了。当然要解决平衡问题，首先要学习各种力系的合成。我们这一章就来学习平面汇交力系的合成与平衡。
Байду номын сангаас二、新授
1．力的合成
力的三角形法则及多边形法则。复习力的平行四边形公理。
2．力在直角坐标轴上的投影
投影概念、正负、表达式。投影与分力的区别与联系，根据投影求力的方法。
3．合力投影定理
合力在任一轴上的投影，等于各分力在同一轴上投影的代数和。
4．平面汇交力系合成的解析法
平面汇交力系的解析法就是用力在坐标轴上的投影，计算合力的大小，确定合力的方向。
6．物体的受力分析和受力图
教师分析讲解：受力分析的定义，通过例题说明画受力图的步骤，特别是其注意事项。
学生之间相互推动感受力的概念
一、深入浅出的分析，讲解新课。
二、学生在老师的引导下，总结本节要点。
布置
作业
学习指导：（一）填空题（二）选择题3、5、6
（三）判断题（四）简答3（五）作图题1、a,c
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第一章静力学
教学目标一、知识目标
知道力的平移定理的概念；
知道平面任意力系简化的结果知道固定端约束的概念
二、能力目标
能理解力的平移定理。
能分析平面任意力系简化的结果三、素质目标
:
培养学生认真学习的兴趣
教学重点力的平移定理；平面任意力系简化的结果；固定端约束
教学难点平面任意力系简化的结果
教学方法演示法讲授法
教学准备,
练习卷
教学课时2课时
教学过程
教学内容教学组织
第一课时
一、复习导入，
1、什么是力系？
2、常见的力系有哪些？
〖设问〗
二、新课教学
（一）力的平移定理*
作用于刚体上的力可以从其作用点平行移至刚体内任一指定点，欲不改变该力对刚体的作用，则必须在该力与指定点所决定的平面内附加一力偶（称为附加力偶），其力偶矩等于原力对指定点的矩。
[演示]利用PPT演示平面任意力系。
〖设问〗我们如何才能求出它的合力呢？即力系的合成
[讲解] “退一步，海阔天空”，当遇到难题时，不一定要直来直去，可以退而求之。
这是问题研究的基本思路。
我们可以先将其变换成平面汇交力系。
（二）平面任意力系的简化
<
1、简化过程[讲授]利用力的平移定理交平面任意力系变换成平面汇交力系[演示]
[看] 效果
'
[讲授]其结果是一个平面汇交力
系+附加力偶系。
2、结果
对于汇交力系可合成为一个合力，称为平面任意力系的主矢0R , 对于力偶系可合成为一个合力偶，其力偶矩利用力的平移定理可知为一合力矩0M ，称为原力系对简化中心的主矩
[讲授]最终结果。
、
3、对简化结果的讨论
0,0100≠≠M R ）（ ，可进一步简化为 0R ,与简化中心有关
0,0200=≠M R ）（，与简化中心有关
0,0300==M R ）（，平衡，与简化中心无关 0,0)4(00≠=M R 与简化中心无关
[讲授]记忆方法 “鸭与零无关” [引导学生分析]各种结果
第二课时
;
（三）固定端约束
1、概念
物体的一部分固嵌在另一物体中所构成的约束称为平面固定端约束。
[讲授]
[问] 在实际生活中还哪些是固定端约束？
[生答] 墙壁上钉子，电线杆等
$
2、约束反力
[引导学生分析]它受的是平面任意力系，根据简化的结果，一是主矢，一是主矩，由于主矢的方向不确定，因此就用两个互相垂直的分力来表示，主矩可以合成为一个力偶。
（四）平面任意力系的平衡
1、平衡条件 |
平面任意力系平衡的必要与充分条件是：力系的主矢和对任一点的主矩都等于零。
即
[讲解]推导过程 [演示]画图
2平衡方程：
()0
x
y
O
F
F
M
⎫
=
⎪⎪
=⎬
⎪
=⎪⎭
∑
∑
∑F
]
[讲解并演示]
平衡方程
3、例：图示悬臂起重机，不计AC自重，求：机构平衡时
B铰及AC杆受力？α=30
[讲解并演示]
三、课堂小结
平面任意力系的简化
平面任意力系的平衡方程
()0
x
y
O
F
F
M
⎫
=
⎪⎪
=⎬
⎪
=⎪⎭
∑
∑
∑F
[讲解]课堂内容小结
四、作业
达标练习6
五、教学反思。