汽车机械基础(高教版)教案：第二章力矩与平面力偶系吴建蓉编.doc

1、教师授课教案20/20 学年第一学期课程汽车机械基础章节课题第二章力矩与平面力偶系第1节 力矩、力偶与力偶矩授课方法讲授所需教具多媒体课件授课时间月 日节月 日节月 日节月 日节授课班级目的要求1 .掌握力矩、合力矩、力偶的概念。2 .了解力偶的特性。旧知复习1 .三角形法则、多边形法则2 .力在坐标轴上的投影。3 .平面汇交力系的平衡。重点难点1 .力矩、合力矩、力偶的概念。2 .力偶的特性。教学过程复习5分钟第1节力矩、力偶与力偶矩第2节25分钟课堂练习10分钟小结5分钟课后作业教学后记教学内容旧知复习：1 .三角形法则、多边形法则。2 .力在坐标轴上的投影。3 .平面汇交力系的平衡。讲授

2、新课：第二章力矩与平面力偶系第1节 力矩、力偶与力偶矩一、力矩力除了能使物体移动外，还能使物体绕某一点转动。把力的大小 与力臂的乘积称为力矩，用 Mo (F)表示，即Mo (F) = F d式中，点O称为力矩中心，简称矩心。矩心 O到F的作用线的垂直 距离d称为力臂，力矩的单位为N m。正负符号表示力矩的转向。一般规定：力使物体作逆时针转动的力矩为正，反之为负。二、合力矩平面汇交力系的合力对平面内任一的力矩，等于力系中各分力 对同一点的力矩的代数和，这就是合力矩定理。即Mo (F) = Mo (Fl ) Mo+ (F2) +- +Mo (Fn) = Mo (Fi)三、力偶1 .力偶的概念对物体

3、施加一对大小相等、方向相反、作用线平行但不在同一条 直线上的两个力，使物体产生纯转动，称这对力为力偶。力偶中两个力之间的垂直距离 d称为力偶臂。2 .力偶的特性(1)力偶是大小相等、方向相反、作用线平行的两个力，没有合 力；力偶在任何坐标轴的投影的代数和等于零。(2)力偶不能与一个力平衡，必须用力偶来平衡。(3)大小、作用面、转向三要素相同的力偶都是等效力偶。(4)力偶与力矩的共同点是能改变物体的转动状态，不同点是力矩使物体的转动效应与矩心有关，而力偶对作用面内任何一点的矩为 一常数。3.力偶矩力偶对物体产生的转动效果取决于这两个力的大小和两个力之 间的垂直距离的乘积，称为力偶矩，用 m (F

4、、FQ表示，即m (F、Fz) = F d式中，F力的大小，N;d力偶臂，m。注意：与力矩相似，力偶矩也有方向。一般规定：使物体作逆 时针转动的力偶矩为正，反之为负。课堂练习小结：1 .力矩、合力矩、力偶的概念。2 .力偶的特性。教师授课教案20/20 学年 第 学期 课程汽车机械基础章节课题第二章力矩与平面力偶系第2节平面力偶矩的合成与平衡授课方法讲授所需教具多媒体课件授课时间月 日节月 日节月 日节月 日节授课班级目的要求1 .知道平面力偶矩的合成方法。2 .掌握平面力偶矩的平衡条件。旧知复习1 .力矩、合力矩、力偶的概念。2 .力偶的特性。重点难点平面力偶矩的平衡条件。教学过程复习5分钟

5、第3节平面力偶矩的合成与平衡第4节25分钟课堂练习10分钟小结5分钟课后作业教学后记教学内容旧知复习:1 .力矩、合力矩、力偶的概念。2 .力偶的特性。讲授新课：第二章力矩与平面力偶系第2节平面力偶矩的合成与平衡一、平面力偶矩的合成作用在物体同一平面内的两个或两个以上的力偶， 称为平面力偶 系。平面力偶系合成的结果为一合力偶，合力偶矩等于各分力偶矩的 代数和，即m = m+mz+mn =mi二、平面力偶矩的平衡条件当合力偶矩等于零时，力偶系中各力偶对物体的转动效应相互抵 消，物体处于平衡状态；反之，当合力偶矩不等于零时，物体处于必 有转动而不平衡的状态。平面力偶矩平衡充要条件：力偶系中各力偶矩

6、的代数和等于零， 即m= mi = 0此式为平面力偶系的平衡方程。例2-2梁的支承载荷如图2-4a所示，已知F=-Fz = 10 kN, a= 1 m, =30° , l= 2.5 m。求A、B两支座的约束反力。解：(1)取梁AB作为研究对象，画出受力图，如图 2-3b所示。(2)梁处在平衡状态。F与一F，组成一对力偶；Fna为固定较 链的支座反力，方向未定；Fnb为活动较链的支座反力，方向垂直于 接触面。按平衡条件可列出：=0,FnbI cos F a = 0Fa 10000 1F na = F nb =kN =4.62 kNIcos 2.5cos30Fna为正值，说明假定的方向与

7、实际一致。例2-3 四杆机构ABCD处于平衡位置，如图2-5a所示。已知：AB=0.6m, CD=0.4 m,作用在CD杆上的力偶矩 m1=100 N - m。求力偶矩m2的大小及杆BC所受的力。各杆件的自重不计。(山图2-5 四杆机构解：(1)取CD杆为研究对象。CD杆的受力图如图2-5b所示。 列出平面力系的平衡方程：mi = 0FncCD sin30 m尸 0Fnc= -100 N= 500 N0.4cos30(2)取BC杆为研究对象。BC杆的受力图如图2- 5c所示。Fnb 7 = FNCZ = FNC = 500 N杆BC受拉力作用，大小等于500 N。(3)取AB杆为研究对象，为求

8、m2的大小。AB杆的受力图如图2-5d所示。mi = 0m2 Fnb AB = 0由于Fnb = Fnb7 = 500 N解得m2= Fnb AB= 500 0.6 N m =300 N m课堂练习小结：1 .平面力偶矩的合成。2 .平面力偶矩的平衡条件。教师授课教案20/20 学年 第 学期 课程汽车机械基础章节课题第二章力矩与平面力偶系第3节 力的平移授课方法讲授所需教具多媒体课件授课时间月 日节月 日节月 日节月 日节授课班级目的要求掌握力的平移定理。旧知复习1 .平面力偶矩的合成。2 .平面力偶矩的平衡条件。重点难点力的平移定埋教学过程复习5分钟第3节力的平移25分钟课堂练习10分钟小

9、结5分钟课后作业教学后记教学内容旧知复习：1 .平面力偶矩的合成。2 .平面力偶矩的平衡条件。讲授新课：第二章力矩与平面力偶系第3节力的平移由力的可传性可知，力可以沿其作用线任意移动而不会改变它对 刚体的作用效果。但是如果力作平行于原作用线一定距离的方向移 动，则它对物体的作用效果显然是不相同的。例如图2-6a所示，力作用于定滑轮的左侧轮缘的点 A,定滑轮可 作逆时针转动。如果将作用力从点 A平移到轮心O,则作用力不能 使定滑轮转动，可见效果完全不同。假定在轮心O上加上一对平衡力F，、F，且使两力与力F平行并相等，不影响原力对定滑轮的 作用。三个力对定滑轮的作用与原来一个力的单独作用等效，如图2-6b所示。力F与F可组成一个力偶（F、F"）,相当于把作用于点A的力平移到轮心O,同时附加一个力偶1F图2-6 力的平移（一）由此得出力的平移定理：作用在物体上的力F,可以平移到物体 上的任一点O,但必须附加一力偶，其力偶矩等于原力 F对新点O 的矩。例如钳工用钱杠夹丝锥攻