土木工程力学07约束与约束反力中图文

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学习探究 力的三角形法则---知道分力求合力
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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学习探究
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学习探究
圆柱铰链的约束反力方向一般画法 力学简图
A B
F
Fx
圆柱铰链的约束反力一般 用其两个分力表示。
Fy
B
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学习探究
光滑圆柱铰链约束
Fy 作用点放在尾部
Fx
F’y
Fy= -F’y Fx= -F’x
作用点放在箭头
F’x
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学习探究
Fx Fy
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学习探究
订书机：圆柱铰圆链柱铰约链束
轴
限制向外移动
约束特点：限制两物体在垂直于销钉轴线的平面内 沿任意方向相对移动，而不能限制物体绕销钉轴线 的相对转动和沿轴线方向的相对移动。
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学习探究
剪刀：铰圆柱铰链约束
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学习探究 光滑圆柱铰链约束
A B
一般不必分析销钉受力， 当要分析时，必须把销钉 单独取出画受力图。
力的正交分解步骤： ---知道合力求分力
①建立直角坐标系
y
②从线段的箭头处向两个 Fy
F合
坐标轴做垂线得到矩形。
③运用三角函数求解Fx,Fy
O
Fx F cos
Fx
x
Fy F sin
结论：任何一个力都可以用互相垂直的两个分力表示。
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学习探究
学习目标
• 认知
认识七种约束了解其特点
学习探究
图1
图4
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图2 图3
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学习探究
练习
B A
判断蓝杆的约束反力
C
D
G
FNB B
FNA
A
C
D
FTD FNC
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学习探究
合力与分力 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； 左男生图一，个两力个作女用生在对物水体桶上斜，向所上产施生加的两效个果力跟的女作生用两同个样力可共以
Fy
Fx
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Fy
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学习探究
作业讲评
C
绳
D A
求AC杆、BC杆和整体的受力图
F
分析各接触点都是何种约束
A、B是光滑接触面约束
D 、 E是柔索约束
E
C 是圆柱铰链约束
B
习题集第7页图1-10 （c）
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学习探究 C
求AC杆的受力图
F
C
FCy
FCx
绳
D A
E B
D FTD
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 力的平行四边形法则---知道分力求合力
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。
一、知识回顾 自由体？约束？柔体？
1、柔体约束及其反力特点 2、光滑接触面约束及其反力特点
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学习探究
公法线问题
1、所有和圆相关的光滑接触公法线怎么画 2、所有和平面（直线）相关的光滑接触公法
线怎么画
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学习探究
公法线画法总结 1、所有和圆相关的光滑接触公法线怎么画
圆和任意物体相接触， 接触点和圆心的连线，
即为公法线
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学习探究
1 2
3
4
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注意：这个点 不是此类型
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学习探究
公法线画法总结
2、所有和杆（或者平面）相关的光滑接触公 法线怎么画
平面（直线）和任意 物体相接触，过接触 点作平面的垂线，即
为公法线
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力学简图
B
C
A
A
B
F’y F’x
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学习探究
约束类型与实例
光滑圆柱铰链约束实例
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学习探究
圆柱铰链约束实例
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力学简图 A
C B
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学习探究
约束类型与实例
光滑圆柱铰链约束实例
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学习探究
讨论圆柱铰链受到的约束力方向应该如何画？ 力学简图
Fx
学习探究 温故知新
学习探究
约束与约束反力（中）
知识强化
提纲挈领
课堂延伸
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学习探究
本节课需要解决的问题:
1、光滑圆柱铰链约束 2、圆柱铰链的约束反力一般画法 3、链杆约束 4、链杆约束和二力杆的关系
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学习探究
第三节 约束与约束反力（中）
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学习探究
带销钉
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光滑圆柱铰链约束
约束类型与实例
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学习探究
圆柱铰链的力学简图
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学习探究
圆柱铰链约束反力的特点
大小 •未知
•不确定
•与销钉 轴线垂 直的平 面内
作用点
•销钉与 物体的 接触点
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学习探究
圆柱铰链的约束反力方向
A B
F
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学习探究 光滑圆柱铰链约束
A
销钉
B
FB
A B
部件B受到向上移动的限制
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学习探究
约束类型与实例
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学习探究
光滑圆柱铰链约束实例
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学习探究
光滑圆柱铰链约束实例
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学习探究
限制运动的方式
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把同作水用桶力提产离生地的面效静果止应在该空是中一。样的。
F
F2
F1
•
•
地面
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学习探究 合力与分力
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。
• 技能
会画七种约束的约束反力
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学习探究
第三种约束：圆柱铰链约束
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学习探究
3.圆柱铰链约束
销钉连接的构件中，只限制物体 在垂直于销钉轴线的任意方向上 相对移动，不限制其转动，不计 摩擦
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学习探究
圆柱铰链约束
两个物体做出相同直径的孔并 用一个圆柱形销钉连接起来， 不计摩擦，即构成圆柱铰链
A
图1-29 （b） FNA
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学习探究
求BC杆的受力图
FCy
C
C
FCx
FC' x
F
FC' y
D FTD
FTE E
A
B
作用力和反作用力等大、反向
FNA
FTD FTE