（中职）机械基础（多学时）单元一课题一力的相关概念电子教案工信版

课题一力的相关概念【教材版本】【教学目标】1.掌握力的概念与基本性质2.了解刚体、平衡的概念3.掌握力矩、力偶的概念4.了解力向一点平移的结果【教学重点、难点】教学重点：1.力的概念与基本性质2.力矩、力偶的概念教学难点：1.力向一点平移的结果【教学媒体及教学方法】借助于多媒体课件，将静态的图形直观展示；通过教师的讲解、学生的观察、分析、讨论，师生充分互动，采用大量联系实际的案例，调动学生的学习积极性，培养学生观察分析、自主探究的能力，使全体学生在合作学习中都能有所收获。【课时安排】3课时（45分钟×3）【教学建议】教学中应交替使用教材、实物和图片。根据学生基本情况及学习本次内容后的总体反应，使用不同的教学方法，加强和学生的互动，使学生积极地参与到教学活动中来。【教学过程】任务导入（5分钟）想一想：如书上图1-1-2所示为杂技演员的顶缸表演，大缸就象粘在头顶一样，不会掉下来，为什么呢？当构件受到外力作用时会发生什么情况呢？有三种可能：一是构件保持平衡，即保持静止或作匀速直线运动；二是构件改变运动状态，由静变动，由动变静，由快到慢，或改变运动方向；三是物体产生变形，甚至发生破坏。了解力的相关概念，有助于正确使用机器、设备，避免生产事故发生。新课讲授（120分钟）力的概念力是物体间的相互作用。其作用效应如书上图1-1-3和图1-1-4所示。1.力离开了物体，是不能存在的。

2.力总是成对地出现于物体之间。其相互作用的方式可直接接触（如人推小车）；也可不直接接触而相互吸引或排斥（如地球对物体的引力（即重力）、磁铁的引力等）。3.分析物体的受力，就是分析其他物体对该物体的作用。4.力对物体作用的效果取决于：力的作用点、力的大小、力的方向三个要素，其中任何一个有了改变，力的作用效果也必然改变。力的类型和单位工程中，力的类型和单位参见书上表1-1-1。6.力的表示力是矢量，用黑体字母（如F）或字母上加一横表示(如）,也可用示意图表示，如图1-1-6中的箭头线段。图1-1-6力的示意图7.力系：作用于同一物体上的一群（两个或两个以上）力。二、刚体与平衡的概念1.刚体：受力时不变形的物体。是一个理想的力学模型，实际中刚体并不存在。但如果物体的尺寸和运动范围都远大于其变形量时，可将其视为刚体。2.平衡：物体相对于地面保持静止或做均速直线运动的状态。3.平衡条件：使物体平衡时，作用在刚体上的力应当满足的必要和充分条件。三、力的基本性质1．性质一（二力平衡公理）作用在同一刚体上的两个力，若大小相等，方向相反，作用于同一直线上，则刚体保持平衡状态。只受两个力作用而保持平衡的构件，称为二力构件（或二力杆）。做一做：用手指勾住你的钢笔的卡子，如书上图1-1-9所示，如何才能使笔平衡？2.性质二（力的平行四边形法则）作用于物体上某一点的两个力，可以合成为一力，称为合力，合力的作用点仍为该点，合力的大小和方向用以此两个力为邻边构成的平行四边形的对角线表示。

力的平行四边形法则做一做：两人合抬一桶水，如书上图1-1-11所示，两人手臂间的夹角α大些省力，还是小些省力？推论：三力平衡汇交原理刚体在三个共面但互不平行的力作用下平衡，则此三个力作用线必交于一点。做一做：如书上图1-1-13所示，不锈钢零件孔中有断铰刀，当用力敲打扁冲时，靠挤压的钢球可将断铰刀挤出，以避免工件报废。试分析此方法运用了力的哪些基本性质？3.性质三（作用力与反作用力公理）任意两个相互作用物体之间的作用力和反作用力同时存在，它们大小相等，方向相反，作用线共线，分别作用在这两个物体上。做一做：让两位同学各拿一同规格的弹簧秤，先将两秤搭连后，再各自向相反的方向拉，如书上图1-1-15所示。观察两秤显示的读数关系如何？工程实例：火箭、水上快艇均靠反作用力推动前行。性质四（加减平衡力系公理）作用于刚体上的力系中，加上或减去一个平衡力系，不会改变原力系对该物体的运动效果。如图1-1-17所示。图1-1-17加减平衡力系公理推论：力的可传性原理

作用在刚体上的力，可沿其作用线任意移动其作用点，而不改变其对刚体的作用效果。如图1-1-18所示图1-1-18力的可传性原理力矩、力偶1.力矩力使物体绕某一点（某一轴）转动效应的度量，称为力对点（力对轴）之矩，简称力矩。举例说明：如书上图1-1-19所示的工程实例均为力矩原理的应用。力矩通常用字母M表示，计算公式为：Mo=±F·LO----矩心，物体围绕转动的中心。L----力臂，从矩心到力作用线的垂直距离。（2）力矩的正负号规定：使物体绕矩心逆时针转动时为正；反之为负。（3）在国际单位制中，力矩的单位是牛顿·米。（4）合力矩定理：对于平面汇交力系，合力对平面内任一点的矩，等于力系中各分力对同一点的力矩的代数和。（5）力矩的性质：①当力等于零或力的作用线通过矩心时，力矩等于零。②力沿其作用线移动时，力对点之矩不改变。③力可以对其作用平面内的任意点取矩，矩心不同，所求的力矩的大小和转向就可能不同。2.力偶由两个大小相等方向反向的平行力组成的力系，称为力偶。（1）力偶的作用面：力偶中两个力的作用线所决定的平面。（2）力偶臂d：力偶中两个力的作用线间的垂直距离。（3）力偶矩m：力偶中任一力的大小与力偶臂的乘积（即m=±Fd），称为力偶矩。是力偶对物体作用效应的度量；其正负号的规定及其单位与力矩相同。（4）力偶的作用效果：改变物体转动状态或引起物体扭曲变形。（5）力偶的三要素：力偶矩的大小、作用面、转动方向。此三要素决定力偶对刚体作用的效果。同一平面内的两个力偶，如果力偶矩相等，则彼此等效。（6）力偶的性质：①力偶没有合力，也不能用一个力来平衡，只能用力偶来平衡。

②力偶对平面内任一点的矩等于力偶矩，力偶矩与矩心的位置无关。③若力偶矩大小不变、力偶转动方向不变，同时改变力偶中力的大小和力偶臂的大小，不会改变力偶对刚体的作用效应。（7）平面力偶系的合成：同一平面内几个力偶可以合成为一个合力偶。合力偶矩等于各分力偶矩的代数和。即：M=∑mi。举一些工程实例力的平移力的平移定理：作用于刚体的力可以平行移动到刚体上的任意一指定点，但同时必须附加一个力偶，其力偶矩等于原来的力对新作用点的矩。如图所示。力的平移力的平移定理表明：可以将一个力分解为一个力和一个力偶；反过来，也可以将同一平面内的一个力和一个力偶合成为一个力，表明力系可向一点简化。做一做：如书上图1-1-23所示，用丝锥攻螺纹的两个动作，看那个动作能顺利加工出螺纹？学习评价及作业（10分钟）1、学习评价充分体现学生在教学中的主体地位。通过学生的自我评价，使其能够进行客观地自我反思，清晰地认识自我、自我总结的一个过程；通过小组评价，可以