土木工程力学04-静力学基本公理下解析

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学习探究
第二节 静力学公理（下）
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一、知识回顾
• 二力平衡公理 • 加减平衡力系
POWER
力
•八字诀 •力的可传性
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一、知识回顾 1、二力平衡公理的“八字真经” 等大、反向、共线、同体 2、二力杆判断条件是什么？ 受力物体为杆件，只受两个力而平衡
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静力学公理
约束与
加减平衡力系公理
合力
约束反 力
求法
作用力和
受力 分析
理论基础
反作用力 公理
平行四边 形法则
计算方法 三力平衡
汇交
生活工 程实例
二力平衡公理
三角形 法则
静力学公理是学习《土木工程力学》的基础！
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Biblioteka Baidu 学习探究
引入新课
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二、力的平行四边形法则 右图中，一个男生单独对水桶施加一个竖直向上的力，把
水桶提离地面静止在空中； 男生一个力作用在物体上，所产生的效果跟女生两个力共
同作用左力图产，生两的个效女果生应对该水是桶一斜样向的上。施加两个力的作用同样可以 把水桶提离地面静止在空中 。
F
F2
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不计重力 ，确定B，C两点受力方位。
B
F
A
D
C
步骤：
BC杆是不是二力杆？
B
FB
FC C
1）确定端点
2）连线 3）力在线上，方向相反
FB= -FC
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结构如图所示，不计构件自重，画出CD、AB杆的受力图。
AC
B
CD杆是二力杆吗？
C D
W
D AB杆是二力杆吗？怎么画出AB杆的受力图？
[例] 吊灯
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学习探究 一、作用力与反作用力公理
这个公理概括了任何两个物体间相互作用的关系。有作用 力，必定有反作用力。两者总是同时存在，又同时消失。
注意事项：二力平衡问题和作用力与反作用力的区别。 1、二力平衡公理中两个力作用在同一物体上，使物体平衡。 2、作用力与反作用力公理中的两个力分别作用在两个不同 的物体上。
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学习探究 二、力的平行四边形法则
F合
F2
O 力的三角形定则： 求两个力的合F力1 时，
①画出第一个分力F1， ②由F1的终点画出第二个分力F2， ③由第一个分力的起点至第二个分力的终点画出有向线段， ④这个有向线段就代表合力的大小和方向。
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食堂
班级
寝室
当 F1和F2呈首尾相连时，即 前一个力的终点是下一个力 的起点时，F1和F2的合力 FR内 就是从第一个力的起点指向 后 一 个 力 的 终 点 ， 就 构 成 了容
F1
•
•
地面
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学习探究 二、力的平行四边形法则 合力与分力的定义：一个力产生的效果跟几个力共同产
生的效果相同，这个力叫做那几个力的合力。原来的几个力
叫做分力。
合力与分力的关系：
研究力的作用效果时可以用一个合力代替两个分力，或者 用两个分力代替一个合力。这是一种等效代替，可以简化物 体的受力，给我们解决实际问题带来了方便。
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例题：力F1＝45N,方向水平向右。力F2＝60N,方向竖直向上。 求这两个力的合力F的大小和方向。
F2=60N
15N 530
测量长度得到 F合=15X5N=75N
F合 测量角度得到方向：与F1成53°
斜向右上方
F合 F12 F22 75N
F1=45N
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•G
• E 乙图
O
F
F1
F2
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F1=10.0 N O
2N F合=12.8 N
F2=6.8 N
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学习探究 二、力的平行四边形法则
F2
F合
O
F1
求两个力的合力时，分别用表示这两个力的有向线段为邻边
作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方 向，这叫做力的平行四边形定则。
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土木工程力学
第一章第二节
静力学基本公理（下）
合肥铁路工程学校 机电教研室
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学习探究 温故知新
学习探究
静力学基本公理（下）
知识强化
提纲挈领
课堂延伸
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本节课需要解决的问题:
1、公理三：作用力与反作用力公理 2、公理四：力的平行四边形法则 3、推论二：三力平衡汇交定理
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学习探究
公理三： 作用与反作用力公理
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学习探究
作用与反作用力公理
两个物体间的相互作用力总是同 时存在的，而且这两个力大小相 等，方向相反，沿着同一直线作 用在两个物体上
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学习探究 一、作用力与反作用力公理
两个物体间的相互作用的一对力，总是大小相 等，方向相反，作用线相同，并分别而且同时作用 于这两个物体上。
合力与分力的关系就好比一个1元硬币和两个5角硬币的关 系。一个1元硬币和两个5角硬币是可以等价交换的。
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学习探究 我们通过一个实验来掌握力的合成的一般方法。
•G
甲图 • E
O•
1、图钉固定橡皮条GE一端 2、将橡皮条拉长到O。 3、甲图测量合力F，乙图 测量分力F1和F2。 4、归纳力的合成的法则。
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学习探究
公理四 口诀
等大
反向
共线
异体
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学习探究 一、作用力与反作用力公理
内容
•等 大 •反 向 •共 线 •异 体
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特点
•成对出现 •同时存在 •同时消失
举例
•吊扇-天花板 •讲台-地板 •书-桌子 •脚-足球
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游戏
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学习探究
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学习探究
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学习探究
A：飞机起飞，引擎给了向后的推 力，飞机为什么向前飞？
B：穿旱冰鞋的小孩向前推墙，小孩 反而向后运动，这是为什么呢？
上述例子中共存在几个力呢？它们的施力物体 和受力物体都是什么呢？它们之间存在什么样 的关系呢？其中蕴含的力学原理是什么？
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学习探究
举例反思
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等大、反向、共线 的两个力
共同点
区别
作用在同一物体上
分别作用在两个物体上
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学习探究
公理四： 力的平行四边形法则
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学习探究
在生活中我们常常见到这样的事例：一个力的作用效果与两 个或者更多的力的作用效果相同。