江苏省惠山中等专业学校
教 案
执教者 课 题 时 间 教学目标 科 目 工程力学 课 型 地 点 班 级 讲授 教室 静力学基本概念和公理受力图（四） 1．掌握物体的受力分析的方法； 2．正确地选取分离体，并画出受力图。 1．物体的受力分析的方法； 教学重点 教学难点 学情分析 2．选取分离体，画出受力图。 正确画出受力图 正确地选取分离体，画出受力图是求解静力学的关键。学生在以往的学习中，虽然接触过受力分析，但是基础薄弱。因此在教学中应注意引导学生掌握物体的受力分析的方法，正确画出受力图。 教学环节 导 入 新 授 教 学 内 容 师生双边活动 讲授 理解 掌握 1-4 物体的受力分析与受力图 一、受力分析 根据已知条件、约束类型并结合基本概念和公理，分析物体的受力情况，这个过程称为物体的受力分析。 解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体，即选择研究对象。 作用在物体上的力有两类：一类是主动力，如重力、风力、气体压力等；另一类是被动力，即约束反力。 二、分离体 解除了约束的物体称为分离体。 三、受力图 将作用于该分离体的所有力以力矢表示在简图上。 画物体受力图主要步骤为： (1)选研究对象；(2)取分离体； (3)画上主动力；(4)画出约束反力。 第 1 页 共 5 页
江苏省惠山中等专业学校 新 授 图1－14 例1-1 起吊架由杆件AB和CD组成，起吊重物的重量为Q。不计杆件自重，作杆件AB的受力图。 解：取杆件AB为分离体，画出其分离体图。 杆件AB上没有荷载，只有约束反力。A端为固定铰支座。约束反力用两个垂直分力XA和YA表示，二者的指向是假定的。D点用铰链与CD连接，因为CD为二力杆，所以铰D反力的作用线沿C、D两点连线，以FD表示。图中FD的指向也是假定的。B点与绳索连接，绳索作用给B点的约束反力FT沿绳索、背离杆件AB。图1－14b为杆件AB的受力图。应该注意，（图b）中的力FT不是起吊重物的重力FG。力FT是绳索对杆件AB的作用力；力FG是地球对重物的作用力。这两个力的施力物体和受力物体是完全不同的。在绳索和重物的受（图c）上，作用有力FT的反作用力FTˊ和重力FG。由二力平衡条件，力FTˊ与力FG是反向、等值的；由作用反作用定律，力FT与FTˊ是反向、等值的。所以力FT与力FG大小相等，方向相同。 举例 分析 板演 掌握 例1-2 水平梁ＡＢ用斜杆ＣＤ支撑，A、C、D三处均为光滑铰链连接，如图1－15所示。梁上放置一重为FG1的电动机。已知梁重为FG2，不计杆CD自重，试分别画出杆CD和梁AB的受力图。 解： （1）取CD为研究对象。由于斜杆CD自重不计，只在杆的两端分别受有铰链的约束反力FC和FD的作用，由些判断CD杆为二力杆。根据公理一，FC和FD两力大小相等、沿铰链中心连线CD方向且指向相反。斜杆第 2 页 共 5 页
江苏省惠山中等专业学校 新 授 图1－16 第 3 页 共 5 页
图1－15 CD的受力图如图1－15b所示。 （2）取梁AB（包括电动机）为研究对象。它受FG1、 举例 分析 板演 掌握 FG2两个主动力的作用；梁在铰链D处受二力杆CD给它的约束反力FDˊ的作用，根据公理四，FDˊ＝－FD；梁在A处受固定铰支座的约束反力，由于方向未知，可用两个大小未知的正交分力XA和YA表示。梁AB的受力图如图1－15c所示。 例1-3 简支梁两端分别为固定铰支座和可动铰支座，在C处作用一集中荷载FP（图1－16a），梁重不计，试画梁AB的受力图。 解：取梁AB为研究对象。作用于梁上的力有集中荷载FP，可动铰支座B的反力FB，铅垂向上，固定铰支座A的反力用过点A的两个正交分力XA的YA表示。受力图如图1－16b所示。由于些梁受三个力作用而平衡，故可由推论二确定FA的方向。用点D表示力FP和FB的作用线交点。FA的作用线必过交点D，如图1－16c所示。
1静力学基本概念和公理--受力图(四)
