2-2平面特殊力系的平衡方程及其应用

§2-2平面特殊力系的平衡方程及其应用课时计划：讲授3学时教学目标：.通过本节课的学习使学生认识平面汇交、平行两种特殊的平面力系，并深入理解平面特殊力系的平衡条件及平衡方程的应用；.能熟练地求解平面特殊力系作用下物体的平衡问题。教材分析:.重点为平面特殊力系的平衡条件及其平衡方程；.难点是利用平面特殊力系的平衡方程解决工程中的受力分析问题。教学设计：本节课的主要内容是让学生在平面力系的基础上,认识两种特殊的平面力系，即平面汇交力系和平面平行力系。并推导各自的平衡方程。运用学过的力的投影、力矩计算以及画受力图的基础知识，分析并计算机械零部件的受力。教学过程：第1学时教学内容：各力作用线在同一平面上,或汇交于一点,或相互平行,是两种特殊的平面力系。一、平面汇交力系及其平衡方程当作用于一个物体上的各力作用线都在同一个平面内，且汇交于一点A时（图2-6）,该力系称为平面汇交力系。图2-6该力系的各力即使受力不平衡，存在合力，各力对汇交点A的力矩也等于零。也就是说计算平衡状态下构件的受力时，其中力矩的平衡方程与受力的平衡条件无关，所以汇交力系的平衡方程为：ΣF1=O'ςfj=o∕即各力在两坐标轴上的投影的代数和分别等于零。二、平面平行力系及其平衡方程当作用于一个物体上的各力作用线都在同一平面内，且相互平行时（图2-7），该力系称为平面平行力系。图2-7若选取直角坐标系的X轴与力作用线垂直，y轴与力作用线平行。即使受力不平衡，存在合力，各力在X轴上的投影仍然等于零，也就是说，在计算平衡状态下构件的受力时，与X轴上投影的代数和为零的平衡条件无关，所以平行力系的平衡方程为：ΣΓτ=OΣ¾（Fi）=O即各力数值的代数和等于零（同方向的力相加，反向相减），各力对任一点力矩的代数和等于零。池（Fi）=OEMNFJ=O限制条件：矩心人、B两点连线与力作用线不能平行。第2学时教学内容：本次课通过讲解教材例题2-4，讲述运用平面平行力系的平衡方程解决实际受力问题的一般步骤，使学生理解平面力系的平衡条件，并掌握解决常见受力问题的一般方法。独2”为T版飞机的直岫配空［机于三个磅秤匕踊旅后豺心连嬲上”豆蛀脚•的）,蜩蝇鼾的觥为小30kN,懿左右两忸秤施之和学"=903。再将飞机加能里高做机身帆斜”15。（图2-Hb）τ此时后轮乩右前个磅秤工日之利为外力加质再刖前用轮中心连嗡尺寸叱4%试求飞机重心的也置坐板⅞*-ML合力及肺用点位机得F≡^+Fj=30kN+90kN=120kNW如=0Fga.⅛90kNx4.=『12OkN第3学时教学内容：本次课通过讲解教材例题2-5，讲述运用平面汇交力系的平衡方程解决实际受力问题的一般步骤，使学生理解平面力系的平衡条件，并掌握解决常见受力问题的一般方法。例题2-5如图"a师的压榄机在蟋J⅛B懈的主财F=I风角皮口土不计各枸件的自身量悌接触处的腰机第U杆就和BC的受力及工作所受的压九根据作用与反作用定律,直杆加和札的受力为3.59kN0：；,选择滑块C为研究对象，画受力图（图2-9c）.列平衡方程求解未知力£FM=0Kcosn-FfQ=0FNZ=FJcosqj=3t59kNxrυ⅛8o→3.56kN注目与反作用定律，工件受力/e=3.56kN©教学反思：本次课主要内容是平面特殊力