于英建筑力学06-约束及约束反力上

1、学习探究12022-3-29建筑力学第一章第三节约束与约束反力（上）合肥铁路工程学校 机电教研室学习探究22022-3-29约束与约束反力（上）温故知新学习探究知识强化课堂延伸提纲挈领学习探究32022-3-29学习探究学习探究42022-3-29第三节第三节 约束与约束反力（上）约束与约束反力（上）学习探究52022-3-29一、知识回顾一、知识回顾1、“四公理”+“两推论”2、平行四边形法则计算方法学习探究62022-3-293 3、用平行四边形法则，求下列五个图的力的合力。、用平行四边形法则，求下列五个图的力的合力。F F2 2=30KN=30KNF F1 130300 030300 0

2、图图1 110KN30300 030300 0F F1 1=30KN=30KNF F2 2F F合合用尺子测量，根据比例尺可得合力为用尺子测量，根据比例尺可得合力为52KN52KN。学习探究72022-3-293 3、用平行四边形法则，求下列五个图的力的合力。、用平行四边形法则，求下列五个图的力的合力。F F1 1图图1 110KN30300 030300 0F F2 2F F合合常见错误常见错误：1 1、线段末端不画箭头、线段末端不画箭头2 2、箭头超过线段长度、箭头超过线段长度3 3、不给出合力的结果、不给出合力的结果用尺子测量，根据比例尺可得合力为用尺子测量，根据比例尺可得合力为52KN

3、52KN。学习探究82022-3-293 3、用平行四边形法则，求下列五个图的力的合力。、用平行四边形法则，求下列五个图的力的合力。F F1 1=40N=40NF F2 2=40N=40N60600 0图图3 310KNOOF F1 1F F2 2F F合合60600 0用尺子测量，根据比例尺可得合力为用尺子测量，根据比例尺可得合力为68N68N。合力与水平线的夹角用量角器测得为合力与水平线的夹角用量角器测得为3030度。度。300学习探究92022-3-29F1F290F1=30N,F2=40N3 3、用平行四边形法则，求下列五个图力的合力。、用平行四边形法则，求下列五个图力的合力。图图4

4、4F F合合学习探究102022-3-29F3F4903 3、用平行四边形法则，求下列五个图力的合力。、用平行四边形法则，求下列五个图力的合力。F3=30N,F4=40N图图5 5F41 1、依据力的可传性原理，将、依据力的可传性原理，将F4F4右移到右移到0 0点点O2 2、依据力的三角形法则，画出、依据力的三角形法则，画出合力并测量其大小和角度。合力并测量其大小和角度。F F合合530学习探究112022-3-29力的正交分解步骤：力的正交分解步骤：建立直角坐标系建立直角坐标系从线段的箭头处向两个从线段的箭头处向两个坐标轴做垂线得到矩形坐标轴做垂线得到矩形。运用三角函数求解运用三角函数求解

5、Fx,FyFx,FyxFxFy ysincosFFFFyxF合合O学习探究122022-3-29 认知认知 技能技能认识七种约束了解其特点认识七种约束了解其特点会画七种约束的约束反力会画七种约束的约束反力学习探究132022-3-29学习探究142022-3-29自由体 可以任意运动的物体。可以任意运动的物体。（空间位移不受限制）（空间位移不受限制）1. 1. 基本概念基本概念自由体学习探究152022-3-29自由体学习探究162022-3-29非自由体受到了其他物体的限制，而不能沿某些受到了其他物体的限制，而不能沿某些方向运动时，这种物体称为非自由体。方向运动时，这种物体称为非自由体。如轨

6、道上的火车。如轨道上的火车。基本概念基本概念学习探究172022-3-29非自由体：放在玻璃杯中的气球非自由体：放在玻璃杯中的气球运动受限制的物体叫非自由体。运动受限制的物体叫非自由体。自由体：飘在空中的气球自由体：飘在空中的气球运动不受限制的物体叫自由体。运动不受限制的物体叫自由体。学习探究182022-3-29课间休息了，你是吗？课间休息了，你是吗？现在正在学校上课你是自由体吗？现在正在学校上课你是自由体吗？学习探究192022-3-29约束约束阻碍物体运动的限制条件阻碍物体运动的限制条件约束：由周围物体构成的、限制非自由体移动的条件。约束：由周围物体构成的、限制非自由体移动的条件。学习探

7、究202022-3-29约约 束束：阻碍物体运动的限制条件阻碍物体运动的限制条件。约束体约束体：限制限制非自由体非自由体运动的周围物体。运动的周围物体。列车是非自由体铁轨是约束体被约束物体被约束物体约束约束G学习探究212022-3-29约束力约束力：约束对被约束体物体的作用力：约束对被约束体物体的作用力约束限制物体的运动，靠的就是约束力，也叫约束限制物体的运动，靠的就是约束力，也叫约束反力约束反力。铁轨作用在车轮上铁轨作用在车轮上的力就是约束力的力就是约束力PTFP绳子作用在小球上的绳子作用在小球上的拉力力就是约束力拉力力就是约束力学习探究222022-3-29约束反力约束反力：就是约束力，

8、简称反力：就是约束力，简称反力讨论一下水杯和手机受到的约束力是什么力？讨论一下水杯和手机受到的约束力是什么力？学习探究232022-3-29大小大小方向方向作用点作用点待定通过计通过计算获得算获得与该约与该约束所能束所能阻碍的阻碍的位移方位移方向相反向相反接触接触 部位部位约束反力的特点约束反力的特点学习探究242022-3-29工程上力的分类工程上力的分类力力主动力主动力约束力约束力能主动引起物体运动或能主动引起物体运动或 使物体有运动趋势的力使物体有运动趋势的力 （重力、推力、风力）（重力、推力、风力）阻碍限制物体运动或产阻碍限制物体运动或产 生运动趋势的力生运动趋势的力 （轨道对车轮的力

9、）（轨道对车轮的力） （地板对讲台的力）（地板对讲台的力）荷载荷载学习探究252022-3-29常见的四种约束及其约束反力常见的四种约束及其约束反力Title 柔索约束柔索约束 光滑接触面光滑接触面约束约束链杆约束链杆约束 圆柱铰链圆柱铰链约束约束学习探究262022-3-29学习探究272022-3-29柔索：绝对柔软、无质量、无粗柔索：绝对柔软、无质量、无粗细、不可伸长或缩短（或者本身细、不可伸长或缩短（或者本身质量可以忽略不计）质量可以忽略不计）1.1.柔索约束柔索约束学习探究282022-3-29柔索约束桁架：由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构 学习探究292022-3-2

10、9柔索只能承受拉力，约束力为拉力，作用线柔索只能承受拉力，约束力为拉力，作用线沿柔索背离物体。沿柔索背离物体。属于这一类约束的有属于这一类约束的有:软绳、链条或胶带等。软绳、链条或胶带等。学习探究302022-3-29大小大小作用点作用点未知通过计通过计算获得算获得沿着柔沿着柔索背离索背离物体的物体的方向方向柔索与柔索与物体的物体的接触点接触点柔索约束反力的特点柔索约束反力的特点拉力拉力FT学习探究312022-3-29约束力约束力的的方向方向与限制物体运动的与限制物体运动的方向相反方向相反限制该方向的运动限制该方向的运动柔索约束柔索约束学习探究322022-3-29方向、作用点：方向、作用点

11、：柔索的约束反力柔索的约束反力F FT T通过接触点，沿柔索通过接触点，沿柔索而背离物体。而背离物体。约束体约束体约束反力约束反力TWA柔绳约束柔绳约束限制方向限制方向反力方向反力方向TFAGG学习探究332022-3-29柔绳、链条、皮带构成的约束学习探究342022-3-29柔绳、链条、皮带构成的约束学习探究352022-3-29柔绳、链条、皮带构成的约束学习探究362022-3-29FT1FT2FT1FT2皮带的约束反力学习探究372022-3-29练习练习判断判断A A点、点、B B点处的链条对物体点处的链条对物体的约束反力的方向的约束反力的方向。学习探究382022-3-29学习探究

12、392022-3-29接触面绝对光滑接触面绝对光滑摩擦力可忽略不计摩擦力可忽略不计2.光滑接触面约束光滑接触面约束学习探究402022-3-29学习探究412022-3-29约束力沿接触面公法线方向并指向物体。约束力沿接触面公法线方向并指向物体。FN法线法线切线切线学习探究422022-3-29大小大小作用点作用点未知沿着接沿着接触面的触面的公法线公法线方向指方向指向物体向物体两个物两个物体接触体接触的那点的那点光滑接触面约束反力的特点光滑接触面约束反力的特点压力压力FN(N)学习探究432022-3-29光滑接触面约束学习探究442022-3-29AFBFCFBACNF公切面公切面公法线公法

13、线学习探究452022-3-29 光滑接触面的光滑接触面的约束反力约束反力作用在接触点处作用在接触点处，方，方向向沿公法线沿公法线，指向受力物体。指向受力物体。FNAFNB判断绿色杆状物体在判断绿色杆状物体在A A点、点、B B点点处受到的的约束反力的方向处受到的的约束反力的方向。学习探究462022-3-29 光滑接触面的光滑接触面的约束反力约束反力作用在接触点处作用在接触点处，方，方向向沿公法线沿公法线，指向受力物体。指向受力物体。ABC判断半圆状物体在判断半圆状物体在A A点、点、B B点和点和C C点处受到的的约束反点处受到的的约束反力的方向力的方向。ONCFNBFNAF学习探究472

14、022-3-29在不计摩擦的条件下，在不计摩擦的条件下，齿轮间的约束也属于光齿轮间的约束也属于光滑面约束。滑面约束。学习探究482022-3-29 光滑接触面的光滑接触面的约束反力约束反力作用在接触点处作用在接触点处，方，方向向沿公法线沿公法线，指向受力物体。指向受力物体。切线法线FN学习探究492022-3-29判断黄色圆球在判断黄色圆球在A A点、点、B B点处点处受到的约束反力的方向受到的约束反力的方向。C练习练习ABABCAB判断蓝杆在判断蓝杆在B B点、点、C C点处受到点处受到的约束反力的方向的约束反力的方向。学习探究502022-3-29作业作业ABCDE求左图的杆件和右图的小球

15、的约束反力，摩擦不计，重力都为G.绳学习探究512022-3-29学习探究522022-3-29销钉连接的构件中，只限制物体销钉连接的构件中，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，不计相对移动，不限制其转动，不计摩擦摩擦3.圆柱铰链约束圆柱铰链约束学习探究532022-3-29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，即构成圆柱铰链圆柱铰链学习探究542022-3-29学习探究552022-3-29限制运动的方式限制方向反力方向学习探究562022-3-29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

16、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。圆柱铰链轴限制向外移动限制向外移动订书机：圆柱铰链约束学习探究572022-3-29铰剪刀：圆柱铰链约束学习探究582022-3-29光滑圆柱铰链约束光滑圆柱铰链约束光滑圆柱铰链约束AB带销钉 一般不必分析销钉受力，一般不必分析销钉受力，当要分析时，必须把销钉当要分析时，必须把销钉单独取出画受力图。单独取出画受力图。学习探究592022-3-29圆柱铰链的力学简图学习探究602022-3-29大小大小作用点作用点未知不确定不确定与销钉与销钉轴线垂轴线垂直的平直的平面内面内销钉与销钉与物体的物体的接触点接触点圆柱铰链圆柱铰链约束

17、反力的特点约束反力的特点学习探究612022-3-29圆柱铰链的约束反力方向F学习探究622022-3-29圆柱铰链的约束反力方向F力学简图ABAFxFy圆柱铰链的约束反力一般用其两个分力表示。学习探究632022-3-29光滑圆柱铰链约束FxFyFxFy作用点放在尾部作用点放在箭头Fy= -FyFx= -Fx学习探究642022-3-29力学简图AFxFyABCBFxFy学习探究652022-3-29光滑圆柱铰链约束实例光滑圆柱铰链约束实例学习探究662022-3-29圆柱铰链约束实例圆柱铰链约束实例力学简图ABC学习探究672022-3-29光滑圆柱铰链约束实例光滑圆柱铰链约束实例学习探究

18、682022-3-29学习探究692022-3-29两端以铰链与其它物体连接两端以铰链与其它物体连接, ,不不计自重且中间不受力的刚性直杆计自重且中间不受力的刚性直杆称链杆称链杆，只能限制物体沿链杆轴，只能限制物体沿链杆轴线方向运动线方向运动4.链杆约束链杆约束学习探究702022-3-29链杆约束链杆约束学习探究712022-3-29链杆约束链杆约束学习探究722022-3-29链杆约束链杆约束铰链铰链铰链铰链学习探究732022-3-29ACB链杆约束ABAB杆是杆是AC杆的杆的链杆约束链杆约束AB杆是二力杆吗？力学简图AB杆既是链杆，也是二力杆学习探究742022-3-29大小大小作用点作用点 未知沿链杆沿链杆轴线，轴线，方向相方向相向、相向、相背待定背待定链杆与链杆与物体的物体的物体的物体的接触点接触点链杆约束反力的特点链杆约束反力的特点学习探究752022-3-29链杆和二力杆有链杆和二力杆有什么区别和联系？什么