起重指挥司索工
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起重机指挥
第二章 力学基础知识
• 第一节 力的基本概念 • 第二节 力的合成与分解 • 第三节 力矩
一、力的基本概念 • 力的概念：
力是物体间相互的机械作用
F f
分析： 人拉小车前进，人对车有一向前 的力F,车轮与地面间产生一反方向的力f( 摩擦力)
• 力的外效应：力使物体的机械运动状态发 生变化
物体保持静止或做匀速直线运动状态，这种情 况叫做力的平衡。 力的平衡条件：合力等于零。（Σ R=0）
第三节 力矩
• 力的作用可以改变物体的运动状态，或者 使物体发生形变。力还可以使物体发生转 动。
• 解：⑴平行四边形法
D
C
F2=400N
R
A 70º
F1=800N
•解：⑵三角形法：
B
D R
F2=400N
A
F1=800N
B 70º
三角函数（计算）法 利用正弦定理和余弦定理计算合力
C
RF F
1
2
R α1
α2 F2
sin sin sin A F1 B
2
1
R F12 F22 2F1F2COS
它是力的合成的逆运算。 • 力的分解方法：
图解法、计算法（三角函数计算法） • 图解法： （平行四边形法）
分解的条件： ⊙已知合力的大小 、方向 ⊙已知两个分力的方向（即分力与合力R
的夹角）
• 例：如图合力R ，已知分力F1与R的夹 角为α ，分力F2与R的夹角为β ，试分 解合力R
P
C
D
F2 β
例：力的可传性
• 力的作用线A B F在A点时，推车前进
FA
B
• F力作用在B点时，拉车前进
A
BF
• 结论：作用在A点或B点，其作用 效果相同
• 3.力的平行四边形法则
作用在物体上某一点的两个力，可以合 成一个合力。其大小和方向，由这两个已 知力为邻边所做的平行四边形的对角线表 示。
B F2
O
R F1
F
F
F F
F
•力的作用效果 力的大小不同，作用的效果不同 力的方向不同，作用的效果不同 力的作用点不同，作用的效果不同
• 力的图示：
矢量：即有大小，又有方向的量 标量：只有大小，没有方向的量 矢量图：“ F ” 用有向线段表示力的方法 例：用矢量图表示F=400N的力
用1cm长的线段表示100N的力 100N
②当α = 30º时，F1=K1G/n=1.15×10/2 =5.75（KN）
③当α = 45º 时，F1=K1G/n=1.41×10/2 =7.05 （KN）
④当α = 60º 时，F1=K1G/n= 2×10/2 =10（KN）
• 力的平衡条件
力系：同时作用在同一个物体上的几个力。
平面力系：凡是作用线都在一个平面内的力系。 空间力系：凡是作用线不在一个平面内的力系。 汇交力系：上述两类力系中，作用线交于一点 的力系。 力的平衡：在两个或两个以上力系的作用下，
= -700 （N）
答：合力R大小为700N，方 向指向左方
b)
解：b) R=F1+F2 =400+(-300)
=100(N) 答：合力R大小100N， 方向指向右方。
• 两个共点力的合成
共点力：作用于同一点并互成角度的力称为共点 力。
F2 F1
O
共点力合成：图解法、三角函数计算法
图解法：
例：已知：F1、F2两力夹角为70º， F1=800N. F2=400N 求：R = ？
A
R α
F1
L B
• 三角函数法（计算法） 分力的计算公式：
R sin F1 = sin( ) F2 =
P
R sin sin( )
C
D
F2 β
A
R α
F1
L BΒιβλιοθήκη Baidu
• 吊索受力计算
如图3、1-13 用N根钢丝绳吊装一重物，钢丝 绳的承受力F：
F = K1 G （其中 K1 = 1 ）
n
c os
α :吊索与铅垂线间的夹角
K1:吊索与吊垂线夹角α 变化的系数 G:吊物的重力
n:吊索的根数
• 例：已知一重物的重力为G=10 KN，使用两根吊 索时，当吊索与吊垂线夹角α 分别为0º、 30º、45º、60º时，试求每根吊索受力的大 小。
解：①当α = 0º时 F1=K1G/n =1×10/2 =5（KN）
力的合成：求几个已知力的合力的方法
作用在同一直线上力的合成：（代数法）
作用在同一直线上各力的合力，其大小等于各力的代数和，其 方向与计算结果的符号方向一致。通常以X坐标轴方向为正（+）， 反方向为负（-）
例：求图所示的合力
F1=400N
F2=300N F1=400N
F2=300N
a)
解：a) R=F1+F2 = -400+（-300）
• 力的内效应：力使物体的形状发生变化 物体间相互作用的形式：
◎直接接触作用；
◎间接接触作用------“场力”
二、力的单位：
• 国际单位（法定计量单位）： 牛顿 “N”
• 常用单位：公斤力（吨力） “kgf” “Tf”
• 换算：1（kgf）=9.8（N）≈10 N
• 1KN=1000N
三、力的三要素： • 力的三要素：力的大小、方向、作用点 • 力的作用效果：
则F=400N表示为4cm F =400N
A
B
四、静力学的基础定律
• 1.两力平衡定律
作用在一个物体上的两个力，大小 相等方向相反，且作用在同一条直线 上。
F1 = -F2
F1
F2
此定律仅适用于刚体
• 2.加减平衡力系定律 在任意一个已知力系上，加上（或减去）
任意的平衡力系，不会改变原力系对刚体 的作用效果。
P
表达式 R=F1+F2
A
• 4.力的作用与反作用定律
两物体间的作用与反作用力，大小相等 方向相反，且作用在一条直线（作用线） 上。（牛顿第三定律）
重物对绳索的反作 用力T'
T'
绳索对物体的作用
T
力T
G
第二节 力的合成与分解
一、力的合成
• 力的合成
合力：物体同时受几个力的作用时，若有 一个力的作用效果，与原来几个力的作用 效果相同，则这个力叫做原来几个力的合 力
例：已知：F1、F2两力夹角为70º， F1=800N. F2=400N
求：R = ？
解：
R
F12 F22 2F1F2COS
8002 4002 2800 400cos70
8002 4002 28004000.3420 =1009.4N
二、力的分解 • 力的分解：由合力求分力的方法。
第二章 力学基础知识
• 第一节 力的基本概念 • 第二节 力的合成与分解 • 第三节 力矩
一、力的基本概念 • 力的概念：
力是物体间相互的机械作用
F f
分析： 人拉小车前进，人对车有一向前 的力F,车轮与地面间产生一反方向的力f( 摩擦力)
• 力的外效应：力使物体的机械运动状态发 生变化
物体保持静止或做匀速直线运动状态，这种情 况叫做力的平衡。 力的平衡条件：合力等于零。（Σ R=0）
第三节 力矩
• 力的作用可以改变物体的运动状态，或者 使物体发生形变。力还可以使物体发生转 动。
• 解：⑴平行四边形法
D
C
F2=400N
R
A 70º
F1=800N
•解：⑵三角形法：
B
D R
F2=400N
A
F1=800N
B 70º
三角函数（计算）法 利用正弦定理和余弦定理计算合力
C
RF F
1
2
R α1
α2 F2
sin sin sin A F1 B
2
1
R F12 F22 2F1F2COS
它是力的合成的逆运算。 • 力的分解方法：
图解法、计算法（三角函数计算法） • 图解法： （平行四边形法）
分解的条件： ⊙已知合力的大小 、方向 ⊙已知两个分力的方向（即分力与合力R
的夹角）
• 例：如图合力R ，已知分力F1与R的夹 角为α ，分力F2与R的夹角为β ，试分 解合力R
P
C
D
F2 β
例：力的可传性
• 力的作用线A B F在A点时，推车前进
FA
B
• F力作用在B点时，拉车前进
A
BF
• 结论：作用在A点或B点，其作用 效果相同
• 3.力的平行四边形法则
作用在物体上某一点的两个力，可以合 成一个合力。其大小和方向，由这两个已 知力为邻边所做的平行四边形的对角线表 示。
B F2
O
R F1
F
F
F F
F
•力的作用效果 力的大小不同，作用的效果不同 力的方向不同，作用的效果不同 力的作用点不同，作用的效果不同
• 力的图示：
矢量：即有大小，又有方向的量 标量：只有大小，没有方向的量 矢量图：“ F ” 用有向线段表示力的方法 例：用矢量图表示F=400N的力
用1cm长的线段表示100N的力 100N
②当α = 30º时，F1=K1G/n=1.15×10/2 =5.75（KN）
③当α = 45º 时，F1=K1G/n=1.41×10/2 =7.05 （KN）
④当α = 60º 时，F1=K1G/n= 2×10/2 =10（KN）
• 力的平衡条件
力系：同时作用在同一个物体上的几个力。
平面力系：凡是作用线都在一个平面内的力系。 空间力系：凡是作用线不在一个平面内的力系。 汇交力系：上述两类力系中，作用线交于一点 的力系。 力的平衡：在两个或两个以上力系的作用下，
= -700 （N）
答：合力R大小为700N，方 向指向左方
b)
解：b) R=F1+F2 =400+(-300)
=100(N) 答：合力R大小100N， 方向指向右方。
• 两个共点力的合成
共点力：作用于同一点并互成角度的力称为共点 力。
F2 F1
O
共点力合成：图解法、三角函数计算法
图解法：
例：已知：F1、F2两力夹角为70º， F1=800N. F2=400N 求：R = ？
A
R α
F1
L B
• 三角函数法（计算法） 分力的计算公式：
R sin F1 = sin( ) F2 =
P
R sin sin( )
C
D
F2 β
A
R α
F1
L BΒιβλιοθήκη Baidu
• 吊索受力计算
如图3、1-13 用N根钢丝绳吊装一重物，钢丝 绳的承受力F：
F = K1 G （其中 K1 = 1 ）
n
c os
α :吊索与铅垂线间的夹角
K1:吊索与吊垂线夹角α 变化的系数 G:吊物的重力
n:吊索的根数
• 例：已知一重物的重力为G=10 KN，使用两根吊 索时，当吊索与吊垂线夹角α 分别为0º、 30º、45º、60º时，试求每根吊索受力的大 小。
解：①当α = 0º时 F1=K1G/n =1×10/2 =5（KN）
力的合成：求几个已知力的合力的方法
作用在同一直线上力的合成：（代数法）
作用在同一直线上各力的合力，其大小等于各力的代数和，其 方向与计算结果的符号方向一致。通常以X坐标轴方向为正（+）， 反方向为负（-）
例：求图所示的合力
F1=400N
F2=300N F1=400N
F2=300N
a)
解：a) R=F1+F2 = -400+（-300）
• 力的内效应：力使物体的形状发生变化 物体间相互作用的形式：
◎直接接触作用；
◎间接接触作用------“场力”
二、力的单位：
• 国际单位（法定计量单位）： 牛顿 “N”
• 常用单位：公斤力（吨力） “kgf” “Tf”
• 换算：1（kgf）=9.8（N）≈10 N
• 1KN=1000N
三、力的三要素： • 力的三要素：力的大小、方向、作用点 • 力的作用效果：
则F=400N表示为4cm F =400N
A
B
四、静力学的基础定律
• 1.两力平衡定律
作用在一个物体上的两个力，大小 相等方向相反，且作用在同一条直线 上。
F1 = -F2
F1
F2
此定律仅适用于刚体
• 2.加减平衡力系定律 在任意一个已知力系上，加上（或减去）
任意的平衡力系，不会改变原力系对刚体 的作用效果。
P
表达式 R=F1+F2
A
• 4.力的作用与反作用定律
两物体间的作用与反作用力，大小相等 方向相反，且作用在一条直线（作用线） 上。（牛顿第三定律）
重物对绳索的反作 用力T'
T'
绳索对物体的作用
T
力T
G
第二节 力的合成与分解
一、力的合成
• 力的合成
合力：物体同时受几个力的作用时，若有 一个力的作用效果，与原来几个力的作用 效果相同，则这个力叫做原来几个力的合 力
例：已知：F1、F2两力夹角为70º， F1=800N. F2=400N
求：R = ？
解：
R
F12 F22 2F1F2COS
8002 4002 2800 400cos70
8002 4002 28004000.3420 =1009.4N
二、力的分解 • 力的分解：由合力求分力的方法。