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1力与静力学模型

(一)复习
工程力学课程包括哪些内容?工程力学要解决什么问题?(二)引出
理论力学是研究物体机械运动的规律及其应有的科学。

那什么是机械运动呢?机械运动就是物体在空间的位置随时间的变化。

机械运动是宇宙间物质运动的一种最简单的形式。

理论力学包括静力学、运动学和动力学三部分。

重点为静力学。

从本节课开始我们就来研究一下静力学的基本内容。

(三)内容
一、力
1、力的效应
(1)外效应——指力使物体的运动状态发生改变的效应。

(静力学研究)
(2)内效应——力使物体的形状发生变化的效应。

(材料力学研究)
2、力的作用是相互的
当某一物体受到力的作用时,一定有另一物体对它施加这种作用。

如;当人向前推墙时,墙对人有相反方向的作用力,使人向后运动。

说明:力是物体间相互的机械作用,而且力是不能脱离物体而独立存在的。

3、施力物体和受力物体
施力物体和受力物体是相对于不同研究对象而言的。

一个物体既是施力物体又是受力物体。

人提水的过程中,若把水桶看成受力物体,则手是施力物体。

反之,若认为手是受力物体,那么水桶是施力物体。

举例:星球的运行,飞机、轮船的行驶,机器的运转
提问:人踢足球时在球离开脚的瞬间什么是受力物体,什么是
九、力的三要素
实验:将一本书立在讲桌上,分别用不同大小、方向的力作用在书的不同位置,观察现象。

由实践表明:力对物体的作用决定于:力的大小,方向和作用点。

4、力的三要素:大小,方向和作用点
(1)力的大小:反映了物体间相互机械作用的强度。

(2)力的方向:包含力的作用线在空间的方位及指向。

(3)力的作用点:是物体相互作用位置的抽象化。

5、力的单位:牛顿N 6、力的表示方法:图示法
用线段长度表示力的大小、用线段的箭头表示力的方向、用箭头或箭尾表示力的作用点
例题:画出与水平方向成45°,大小为1000N 的力。

F=1000N
7、力是矢量:既有大小又有方向的物理量 二 、静力学模型 1、静力学研究对象
静力学研究物体受力分析方法和物体在力系作用下处于平
施力物体?
学生活动:观察实验现象总结出力的作用效果与哪些因素有关。

练习:用图示法表示重力为10N 的物体。

衡的条件。

2、平衡(1)定义
平衡是指物体相对于地球保持静止或匀速直线运动的状态。

平衡都是相对的,绝对的平衡是不存在的。

平衡是物体机械运动中的一种特殊状态。

(2)平衡条件
在静荷载作用下的工程结构,如桥梁、房屋、起重机、水坝等,常见的机械零件,如轴、齿轮、螺栓等,若满足某些特定条件,则它们将处于平衡状态,这种特定的条件称为平衡条件。

3、对物体的合理抽象与简化—刚体
刚体:在力作用下形状和大小都保持不变的物体。

实际上绝对的刚体是不存在的,任何物体在力的作用下都将产生不同程度的变形,不过工程实际中构件的变形都很小,略去变形不会对静力学研究的结果有显著影响,而使研究的问题大大简化。

4、对受力的合理抽象与简化——集中力与均布力
物体受力一般是物体间相互接触进行的,有一定的接触面积,根据接触面积的不同,可将受力抽象为集中力与均布力。

(1)接触面面积很小,则可以将微小面积抽象为一个点,将受力合理抽象与简化为集中力。

(2)接触面面积较大不能忽略时,则力在整个接触面上分布作用,将受力合理抽象与简化为均布力。

举例:匀速运动的汽车,处于平衡状态的小球。

学生活动:讨论抛到空中最高点的小球是否平衡
讨论:下列其情况哪个是集中力哪个是均布力:冬天雪下在地上的载荷,桌子对地面的压力。

学生活动:观。

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