任务一理论力学基础（情景任务二）

1、 项目一：工程力学项目一：工程力学轮机工程基础模块轮机工程基础模块理论理论力学力学基础基础【学习情境一学习情境一】通过柴油机活塞连通过柴油机活塞连杆组件正确理解静力学基本概念杆组件正确理解静力学基本概念【学习情境二学习情境二】运用静力学的基本运用静力学的基本公理分析起重机各构件的受力特征公理分析起重机各构件的受力特征任务一任务一 理论力学基础理论力学基础 项目一：工程力学项目一：工程力学轮机工程基础模块轮机工程基础模块 【学习情境二学习情境二】运用静力学的基本公理分析起运用静力学的基本公理分析起重机各构件的受力特征重机各构件的受力特征能力目标：能力目标：1. 掌握静力学基本公理掌握静力学基本公

2、理 ； 2. 能利用静力学基本公理分析常见的力学问题。能利用静力学基本公理分析常见的力学问题。 学习任务：学习任务：1.二力平衡公理二力平衡公理 2.加减平衡力系公理加减平衡力系公理 3 .力的平行四边形法则力的平行四边形法则 4 .作用与反作用公理作用与反作用公理 教学方法：教学方法：引导文教学法引导文教学法课内实践课内实践：讨论分析船舶正浮水面的条件讨论分析船舶正浮水面的条件 项目一：工程力学项目一：工程力学轮机工程基础模块轮机工程基础模块学习领域：力学基础学习领域：力学基础学习情境：静力学基本公理学习情境：静力学基本公理工作任务：掌握常用的静力学基本公理工作任务：掌握常用的静力学基本公理

3、具体任务：二力平衡公理、加减平衡力系公理、具体任务：二力平衡公理、加减平衡力系公理、力的平行四边形法则、作用与反作用公理力的平行四边形法则、作用与反作用公理 。 引导文2. 为什么加减平衡力系不会改变力对刚体的作用效应？3. 如何利用力的平行四边形法则求平面汇交力系的合力？1. 什么是二力平衡？ 项目一：工程力学项目一：工程力学轮机工程基础模块轮机工程基础模块【背景知识背景知识】如图1-1-4所示的起重机起吊重物时，若不考虑支撑杆的自重，支撑杆上承受的力有哪些？工作中如何保持平衡？ 项目一：工程力学项目一：工程力学轮机工程基础模块轮机工程基础模块作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件

4、是： 这两个力大小相等 | F1 | = | F2 | 方向相反 F1 = F2 作用线共线， 作用于同一个物体上。刚体F1F2【背景知识背景知识】一、二力平衡公理一、二力平衡公理 项目一：工程力学项目一：工程力学轮机工程基础模块轮机工程基础模块W不计杆件自重不计杆件自重W二力构件二力构件/ /二力杆二力杆 若刚体上只有两点受力且不计其质量，则该刚体称为若刚体上只有两点受力且不计其质量，则该刚体称为二力构件二力构件或或二力杆二力杆。作用力沿两点连线、大小相等、方向相反。作用力沿两点连线、大小相等、方向相反。 项目一：工程力学项目一：工程力学轮机工程基础模块轮机工程基础模块柔性体（受拉力平衡）柔

5、性体（受拉力平衡）刚化为刚体（仍平衡）刚化为刚体（仍平衡）反之不一定成立，因对刚体平衡的充分必要条件，对变反之不一定成立，因对刚体平衡的充分必要条件，对变形体是必要的但非充分的。形体是必要的但非充分的。刚体（受压平衡）刚体（受压平衡） 柔性体（受压不能平衡）柔性体（受压不能平衡）钢化原理钢化原理 项目一：工程力学项目一：工程力学轮机工程基础模块轮机工程基础模块在在刚体的原有力系中，加上或减去任一平衡力系，刚体的原有力系中，加上或减去任一平衡力系，不会改变原力系对刚体的作用效应不会改变原力系对刚体的作用效应 。 F1F2F3FnP1P2Pm二、加减平衡力系公理二、加减平衡力系公理 项目一：工程力

6、学项目一：工程力学轮机工程基础模块轮机工程基础模块F1F1-F1推论推论1 1：力的可传性原理：力的可传性原理作用于刚体上的力可以沿其作用线移至刚体内任一点，而不作用于刚体上的力可以沿其作用线移至刚体内任一点，而不改变原力对刚体的作用效应。改变原力对刚体的作用效应。 项目一：工程力学项目一：工程力学轮机工程基础模块轮机工程基础模块图（a)图（b)证明：证明：平衡时平衡时 必与必与 共线则三力必汇交共线则三力必汇交O 点，且共面。点，且共面。推推论论2 三力平衡汇交定理三力平衡汇交定理（刚体）（刚体）作用于刚体上受三个力作用而平衡时，若其中任意两个力的作作用于刚体上受三个力作用而平衡时，若其中任

7、意两个力的作用线汇交于一点，则第三个力的作用线必交于同一点，其三个用线汇交于一点，则第三个力的作用线必交于同一点，其三个力的作用线在同一平面内。力的作用线在同一平面内。 项目一：工程力学项目一：工程力学轮机工程基础模块轮机工程基础模块三、力的平行四边形法则三、力的平行四边形法则 作用于物体上同一点的两个力可合成一个合力，此合力也作用于该点，合力的大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。21FFR三角形法则 项目一：工程力学项目一：工程力学轮机工程基础模块轮机工程基础模块两两个物体间相互作用的一对力，总是大小相等，方向个物体间相互作用的一对力，总是大小相等，方向相反且共线，

8、分别作用于这两个物体。相反且共线，分别作用于这两个物体。 例例 吊灯思考：思考：对于变形体和非平衡问题，是否仍然成立？对于变形体和非平衡问题，是否仍然成立？四、作用与反作用公理四、作用与反作用公理 项目一：工程力学项目一：工程力学轮机工程基础模块轮机工程基础模块【拓展延伸拓展延伸】1. 物体物体的受力分析和受力图的受力分析和受力图概念概念：解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体，即确定研究对象；然后考查和分析它的受力情况，这个过程称为进行受力分析。 项目一：工程力学项目一：工程力学轮机工程基础模块轮机工程基础模块把研究对象解除约束，从周围物体中分离出来，画出简图。将分离体所受的主动力和约

9、束反力以力矢表示在分离体上所得到的图形。当受约束的物体在某些主动力的作用下处于平衡，若将其部分或全部约束解除，代之以相应的约束反力，则物体的平衡不受影响。 项目一：工程力学项目一：工程力学轮机工程基础模块轮机工程基础模块先画主动力，明确研究对象所受周围的约束，进一步明确约束类型，什么约束画什么约束反力。确定研究对象，取分离体；必要时需用二力平衡共线、三力平衡汇交等条件确定某些反力的指向或作用线的方位。1232. 受受力分析的步骤力分析的步骤 项目一：工程力学项目一：工程力学轮机工程基础模块轮机工程基础模块（2）画约束反力的时候，要根据约束的性质画约束反力的时候，要根据约束的性质来画；来画；（3

10、）内部作用力不能出现；内部作用力不能出现；（4）注意二力杆及三力汇交定理注意二力杆及三力汇交定理；（5）两个分离体之间的相互作用必须符合作两个分离体之间的相互作用必须符合作用与反作用定律，并注意符号标注用与反作用定律，并注意符号标注；（6）不能确定方向的反力，可以假定，但一不能确定方向的反力，可以假定，但一旦假定了不能旦假定了不能 再改再改。（1）一张受力图上只能画一个分离体的受力一张受力图上只能画一个分离体的受力图，解除约束方能画约束反力图，解除约束方能画约束反力； 3. 注意注意 项目一：工程力学项目一：工程力学轮机工程基础模块轮机工程基础模块水平均质梁水平均质梁AB重为重为P1 ，电动机

11、重为，电动机重为P2 ，不计杆，不计杆CD的自重，画出杆的自重，画出杆CD 和梁和梁AB 的受力图的受力图(图图a )。4. 例例 题题 项目一：工程力学项目一：工程力学轮机工程基础模块轮机工程基础模块它所受的这两个力必定沿两个力作用点的连线，且等值、反向。有时把它作为一种约束对待。分析 （1）两端是光滑铰链；（2）自重忽略不计；（3）中间不受力。结论：结论：具有上述特点的构件称为二力构件，二力构件，即只在两个力作用下平衡的构件（如是即只在两个力作用下平衡的构件（如是直杆则称为二力杆）直杆则称为二力杆） 。解：解： 项目一：工程力学项目一：工程力学轮机工程基础模块轮机工程基础模块2. 取取AB

12、 梁，其受力图如图梁，其受力图如图 (c)若这样画，梁若这样画，梁AB 的受的受力图又如何改动力图又如何改动? CD 杆的受力图能杆的受力图能否画为图（否画为图（d）所）所示？示？ 项目一：工程力学项目一：工程力学轮机工程基础模块轮机工程基础模块决策阶段决策阶段？ 【分组讨论分组讨论】：讨论分析船舶正浮水面的条件：讨论分析船舶正浮水面的条件船舶的浮态 船体所受的力船体所受的力 船舶所受的力矩船舶所受的力矩 物体平衡的条件物体平衡的条件 项目一：工程力学项目一：工程力学轮机工程基础模块轮机工程基础模块 项目一：工程力学项目一：工程力学轮机工程基础模块轮机工程基础模块评价阶段 相关知识理解自评自评 互评互评 教师点评教师点评 项目一：工程力学项目一：工程力学轮机工程基础模块轮机工程基础模块评价阶段 组间交流组与组交流对相关概念认识过程及遇到困难，