第一章力和受力图

第一章力和受力图

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第一章力和受力图

课题：第一节力的基本知识和静力学公理

[教案目标]

一、知识目标：

1、力的概念。

2、掌握力的三要素，静力学公理

3、理解力的图示法。

二、能力目标：

通过对力的概念和静力学公理的理解，灵活的将静力学公理应用到现实生活中，提高学生的比较、分析、理解应用能力。b5E2RGbCAP

三、素质目标：

培养学生比较、分析、理解应用能力，培养学生务实、脚踏实地精神。[教案重点]

1、力的概念。

2、静力学公理。

[难点分析]

二力平衡公理，加减平衡力系公理。

[学生分析]

力的概念和静力学公理较好理解，学生较容易接受

[辅助教案手段]

分析、讨论和比较现实中应用了静力学公理的例子

[课时安排]

2课时

[教案内容] 新课讲解

一、力的概念

从日常生活中的现象引入主题：

力的概念—力是物体间的相互作用，任何力都是成对出现的，力引起物体的运动状态发生变化或使物体产生变形。

二、力的三要素和力的图示法

1、三要素

内容：大小、方向、作用点<各自的概念及单位）

原因：为什么这三者是力的三要素？因为这三个任何其中一个改变都会改变力的作用效果。

2、图示法

矢量定义：既有大小，又有方向。

图示法：带箭头的线段<与力的三要素一一对应）

图示法力的三要素

线段的长度大小

线段的起点或终点作用点

箭头的方向方向

做两个例题，要求掌握力的图示法。

三、平衡的概念

力系；

平衡力系；

平衡条件

平衡状态：静止状态或匀速直线运动状态。

四、四个静力学公理 1、二力平衡公理

作用在同一物体上的两个力，使该物体处于平衡状态的充要条件：两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。p1EanqFDPw

2、加减平衡力系公理

在作用在某物体的力系中，加入或减去一个平衡力系，并不改变原力系对物体的作用效果。 3、作用与反作用公理

两个物体间的作用力和反作用力总是同时存在，它们大小相等，方向相反，沿同一直线，分别作用在两个物体上。 图示：

作用力与反作用力和二力平衡的区别

作用力与反作用力：两个不同的物体上 二力平衡：同一个物体上

4、平行四边形法则

N N ’

N

G B

A

F A

F B B

A

F A

作用于物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，合力的作用点也在该点，合力的大小和方向用两分力为邻边所构成的平行四边形的对角线表示。DXDiTa9E3d

课题：第二节约束与约束反力

[教案目标]

一、知识目标：

1、约束与约束反力的概念。

2、几种常见的约束及其反力。

3、掌握工程实例在力学中的简化模型。

二、能力目标：

通过对约束与约束反力的概念的理解，灵活的将此概念应用到工程实例中

三、素质目标：

培养学生比较、分析、理解应用能力，培养学生务实、脚踏实地精神。[教案重点]

1、约束与约束反力的概念。

2、几种常见的约束及其反力。

[难点分析]

熟练掌握对比分析几种常见的约束及其反力

[学生分析]

概念较抽象难理解，建议应用工程实例将抽象的概念形象化，并将此节内容与第3节融会贯通。

[辅助教案手段]

讨论约束与约束反力的工程实例。教室的结构就是一活生生的工程实例，另外通过多媒体放一些学生熟悉的支撑形式，并加以分析讨论。RTCrpUDGiT

[课时安排]

2课时

[教案内容] 新课讲解

第二节约束与约束反力

一、约束和约束反力的概念

从日常生活中的例子引入：

自由体、非自由体的概念及举例；

约束、约束反力的定义：

阻碍非自由体运动的限制物——约束。

约束对被约束物体运动的阻碍作用——约束反力。

二、常见的约束及其反力

1、柔体约束

从工程实例引入概念

特点：只能承受拉力，不能承受压力。

从方向和作用点分析约束反力

2、光滑接触面约束

从工程实例引入概念

特点：只能限制物体沿着光滑面的公法线并指向光滑面的运动从方向和作用点分析约束反力

G

N

3、可动铰支座

从工程实例引入支座、可动铰支座的概念

特点：只能限制构件沿垂直于支承面方向的移动

从方向和作用点分析约束反力

计算简图

4、固定铰支座

从工程实例引入固定铰支座的概念

特点：从方向和作用点分析约束反力

强调：大小方向未知；顺便计算简图：

5.固定端支座

从工程实例引入固定端支座的概念

特点：从方向和作用点分析约束反力；顺便引出计算简图：

6、二力杆

特点：两端受力，中间不受力。

判断要点：自重不计；只在杆端受力；中间任何位置不受力；力只沿杆轴线。

课题：第三节受力图(一>

[教案目标]

一、知识目标：

单个物体的受力图。

二、能力目标：

灵活的画出工程实例中单个物体的受力图

三、素质目标：

画受力图是结构分析的基础，通过画受力图培养学生认真仔细分析全面的好习惯。

[教案重点]

单个物体的受力图。

[难点分析]

全面准确的画出单个物体的受力图

[学生分析]

此节为本章重点，完整的绘图对学生而言比较难，建议增加课时加强练习。[辅助教案手段]

通过工程实例及通过多媒体放一些学生熟悉的支撑形式，并加以分析讨论。

[课时安排]

2课时

[教案内容] 新课讲解

第三节受力图<一）

一、单个物体的受力图

清晰两个概念：系统和分离体

系统：几个物体或构件相互联系。

分离体：从系统中分离出来的研究对象。

在画受力图时，需明确：研究对象(对象是唯一的>

研究对象的约束：和研究对象有联系的物体

约束性质。

受力图的一般画法：研究物体的简图

已知的主动力

相应的约束反力。

难点提示：画受力图时一定要画全所有的约束。

必须注意，约束反力的方向一定要和被接触的约束的类型相对应，不可根据主动力的方向来简单推断。

习题：

讲授教材P11-P12的例1-1、1-2、1-3，让学生深刻体会画单个物体受力图的步骤和要点。

例1-1：图例1-1重为G的球，用绳索系住并靠在光滑的斜面上，画出球的受力图。

例1-1

例1-2：图例1-2中梯子AB重G，在C处用绳索CD拉住，A、B处分别搁在光滑的墙及地面上。画出梯子的受力图。5PCzVD7HxA

=

例1-2

例1-3：梁AB的自重不计，其支承及受力情况如图例1-3，画出梁的受力图。

例1-3

习题课

P18的8

P19的1-3

1-4

1-5

1-6

P20的1-8

重点讲

学生提问

重点提示：

判断二力杆。

判断约束的类型及会画相应的约束反力。

课题：第三节受力图(二>

[教案目标]

一、知识目标：

物体系统的受力图。

二、能力目标：

灵活的画出工程实例中物体系统的受力图

三、素质目标：

画受力图是结构分析的基础，通过画受力图培养学生认真仔细，分析全面的好习惯。

[教案重点]

物体系统的受力图。

[难点分析]

全面准确的画出物体系统的受力图

[学生分析]

此节为本章重点及难点，学生掌握起来比较困难，建议增加课时加强练习。[辅助教案手段]

通过工程实例及通过多媒体放一些学生熟悉的支撑形式，并加以分析讨论。

[课时安排]

2课时

[教案内容] 新课讲解

第三节受力图<二）

二、物体系统的受力图

物体系统受力图与单个物体受力图的异同：

区别只在于所取的研究对象是由两个或两个以上的物体联系在一起的物体系统。把物体系统看成一个整体。

系统由构件

构件之间的相互连接组成。

画系统受力图的步骤：确定系统的范围

已知的主动力

相应的约束反力。

强调：一定要能明确系统的范围，这是正确画系统受力图的基础。

一定要分清楚哪些力是内力，哪些力是外力。

讲解例1-4、1-5、1-6中系统的受力图：

例1-4：梁AB和CD用铰链C连接，并支承在三个支座上，A处为固定铰支座，B、D处为可动铰支座，受已知力P的作用，画出梁AC、CD及整梁AD的受力图。jLBHrnAILg

图例1-4

例1-5：由横杆AB和斜杆BC构成的支架，在横杆上D处放置了一个重为G 的重物。不计各杆的自重并假定重物与横杆间为光滑接触。画出重物、斜杆EC、横梁AB及整个支架体系的受力图。xHAQX74J0X

图例1-5

例1-6：三铰拱ACB受已知力P的作用，如不计较拱的自重，画出AC、BC 和整体的受力图。

图例1-6LDAYtRyKfE

三、物体系统中某一单个物体的受力图

当需要画出物体系统中某一单个物体的受力图时，需把它从系统中分离出来，并须加上相应的约束反力。

复习作用力与反作用力公理: 两个物体间的作用力和反作用力总是同时存在，它们大小相等，方向相反，沿同一直线，分别作用在两个物体上。Zzz6ZB2Ltk

四、总结画受力图的步骤和要领

引导学生看书P15、回忆做例题的步骤

课题：第四节荷载

[教案目标]

四、知识目标：

掌握荷载的分类及荷载的简单计算

五、能力目标：

清晰各种荷载的特征

六、素质目标：

认真仔细，灵活应用

[教案重点]

荷载的分类

[难点分析]

分布荷载的分类及计算

[学生分析]

此节内容较为简单，学生掌握起来比较容易。

[辅助教案手段]

通过举活及工程中的实例加深学生对荷载的认识，通过提问、讨论帮助学生掌握知识

[课时安排]

2课时

[教案内容] 新课讲解

第四节荷载

复习荷载的定义及一些与建筑力学相关的概念<部分概念在此节补充）

荷载：在工程中习惯将这些主动作用在建筑物上的力叫做荷载

结构：在建筑物中承受荷载、传递荷载起骨架作用的部分叫做结构。例如：墙、梁、板、柱

力与结构的关系：

（1）结构承受了哪些力

（2）力的大小

（3）结构能承受多大的力？承载能力

承载能力：结构或构件的强度、刚度和稳定性

强度：指构件或结构抵抗受力破坏的能力，构件或结构能安全承受荷载而不破坏，认为是满足强度要求。

刚度：是构件或结构受力后抵抗变形的能力。<在一定外力作用下，变形大的构件刚度小）

稳定性：工程上把构件受力后保持其原有的平衡状态的能力叫做稳定性提高承载能力的方法：横截面形状、各构件之间的连接方式、结构形式。

一、荷载的分类

1.按作用性质分为：静荷载和动荷载

对实际生活中接触到的荷载分类：

物体的自重——静荷载

地震荷载、动力机械产生的荷载——动荷载

提出概念：

静荷载：缓慢地、逐步地加到结构上的荷载。

动荷载：力的三要素任一项随时间迅速变化的荷载。

计算中的取值：

动荷载通常是将原荷载乘动力系数，作为静荷载简化计算的。

2. 按作用时间分为：恒载和活载

对实际生活中接触到的荷载分类：

物体的自重——恒载

风荷载、雪荷载——活载

提出概念：

恒载：长期作用在结构上的不变的荷载。

活载：施工和使用期间可能作用在结构上的可变荷载。

3. 按作用范围分为：集中荷载和分布荷载

对实际生活中接触到的荷载分类：

次梁对主梁的压力——集中荷载

风荷载、雪荷载——分布荷载

提出概念：

集中荷载：荷载作用在结构上的面积与结构的尺寸相比很小。

分布荷载：荷载连续作用在结构上。

知识点：分布荷载可分为均布荷载、非均布荷载，还可分为体荷载、面荷载和线荷载

<对三者的概念、单位及均布面荷载向线荷载转化要掌握）

二、均布面荷载化为均布线荷载的计算

均布线荷载=均布面荷载*受荷宽度<）

三、小结本章内容

1、力的基本知识

2、静力学公理

3、常见类型的约束

4、受力分析

申明：

所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途。

物理最全受力分析图组

受力分析基本功竞赛 一、下面各图的接触面均光滑，对小球受力分析： 二、下面各图的接触面均粗糙，对物体受力分析： 图1 图2 图4 图5 图7 F 图8 图10 图9 图6 图3 F v 物体处于静止 图14 F A v 图13 A F v 图15 A A V

2、如图所示，分析电梯上的人受力。 匀速上攀 图33 v F （1）A 静止在竖直墙 A v （2）A 沿竖直墙面下滑 A （4）静止在竖直墙面F A v 刚踏上电梯的 瞬间的人 V （4）在力F 作用下静止 A F A v （1）随电梯匀速, 上升上升的人 F 图24 物体处于静止 A v 图20 A F 图23 v A v 图21 A F 图25 v A 图27 物体随传送带一起 做匀速直线运动 A 物体刚放在传送带上 图17 物体随传送带一起 做匀速直线运动 图18

3.对下列各种情况下的A、B进行受力分析（各接触面均不光滑） 四．物体A在图各种情况中均做匀速圆周运动，试对物体进行受力分 析 图42 B v A A、B两物体一起匀速下滑 B A 光滑半圆，杆处于静止状 （1）A、B同时同速向右 B A F F B A （2）A、B同时同速向右 （3）A、B静止 F A B α B A （4）均静止 B A (5)均静止 （6）均静止 （7）均静止 (8)静止 A B

三、分别对A 、B 两物体受力分析： A B F 图36 A 、 B 两物体一起做匀速直线运动 A 、B 两物体均静止 A B 图37 F B C 图38 F A A 随电梯匀速上升 v （11）小球静止时的结点A A （10）小球静止时的结点A A （9）静止 A B C R h 小球在光滑内表面，作匀速 圆周运动 V>gL 光滑圆管 球在B 点V>gL 分别画出球在A 、B 点受力

受力分析与受力图(精.选)

第 3周（第1、2 讲） 【教学过程】： 复习导入：在工程实际中，常常需要对结构系统中的某一物体或几个物体进行力学计算。首先要确定研究对象，然后对它进行受力分析。即分析研究物体受那些力的作用，并确定每个力的大小、方向和作用点。即： 1、研究对象：我们把所研究的物体称为研究对象。 为了清楚地表示物体的受力情况，需要把所研究的物体从与它相联系的周围物体中分离出来，单独画出该物体的轮廓简图，使之成为分离体，即： 2、分离体：解除约束后的自由物体。 3、受力图：在分离体上画上它所受的全部主动力和约束反力，就称为该物体的受力图。 4、内力与外力 如果所取的分离体是由某几个物体组成的物体系统时，通常将系统外物体对物体系统的 作用力称为外力，而系统内物体间相互作用的力称为内力。 注意：画受力图时一定要分清内力与外力，内力总是以等值、共线、反向的形式存在，故物体系统内力的总和为零。因此，取物体系统为研究对象画受力图时，只画外力，而不画内力。 5、画受力图是解平衡问题的关键，画受力图的一般步骤为： １）根据题意确定研究对象，并画出研究对象的分离体简图。

２）在分离体上画出全部已知的主动力。 ３）在分离体上解除约束的地方画出相应的约束反力。 注意：画受力图时要分清内力与外力， 6、下面举例说明受力图的画法。 例1重量为G的均质杆AB，其B端靠在光滑铅垂墙的顶角处，A端放在光滑 的水平面上，在点D处 用一水平绳索拉住，试画出杆AB的受力图。 解：１、选ＡＢ为研究对象 ２、在Ｃ处画主动力Ｇ ３、画约束反力 例2图１－１７a所示的三铰拱桥由左、右两拱通过三铰链连接而成。在拱AC 上作用有载荷ＦP，两拱自重不计，试分别画出拱AC和拱BC的受力图。

受力分析与受力图

第3周（第1、2讲） 【教学过程】： 复习导入：在工程实际中，常常需要对结构系统中的某一物体或几个物体进行力学计算。首先要确定研究对象，然后对它进行受力分析。即分析研究物体受那些力的作用，并确定每个力的大小、方向和作用点。即： 1、研究对象：我们把所研究的物体称为研究对象。 为了清楚地表示物体的受力情况，需要把所研究的物体从与它相联系的周围物体中分离出来，单独画出该物体的轮廓简图，使之成为分离体，即： 2、分离体：解除约束后的自由物体。 3、受力图：在分离体上画上它所受的全部主动力和约束反力，就称为该物体的受力图。 4、内力与外力 如果所取的分离体是由某几个物体组成的物体系统时，通常将系统外物体对 物体系统的 作用力称为外力，而系统内物体间相互作用的力称为内力。 注意：画受力图时一定要分清内力与外力，内力总是以等值、共线、反向的形式存在，故物体系统内力的总和为零。因此，取物体系统为研究对象画受力图时，只画外力，而不画内力。 5、画受力图是解平衡问题的关键，画受力图的一般步骤为： 1）根据题意确定研究对象，并画出研究对象的分离体简图。

2 ）在分离体上画出全部已知的主动力。 3）在分离体上解除约束的地方画出相应的约束反力 、、亠画受力图时要分清内力与外力， 6下面举例说明受力图的画法 例1重量为G的均质杆AB，其B端靠在光滑铅垂墙的顶角处, 的水平面上，在点D处 用一水平绳索拉住，试画出杆AB的受力图解：1、选AE为研究对象 2、在C处画主动力G 3、画约束反力 例2图1 —17 a所示的三铰拱桥由左、右两拱通过三铰链连接而成。在拱AC 上作用有载荷F P,两拱自重不计，试分别画出拱AC和拱BC的受力图。 A端放在光滑 d)

第一章 受力分析

一、是非题 (1) 凡是合力都比分力要大。( ) (2) 力是滑动矢量，可沿作用线移动。( ) (3) 若作用在刚体上的三个力的作用线汇交于同一点，则该刚体必处于平衡状态。( ) (4) 只要两个力是相等的，这两个力就等效。( ) (5) 凡是大小相等、方向相反、作用线沿同一直线的两个力，都是二平衡力。( ) (6) 对任意给定的力系，都可以按照加减平衡力系原理，加上或减去任意的平衡力系而不改变原力系的作用效果。( ) (7) 按平行四边形法则，图示两个力的合力可以写成R=F1+F2，而不能写为|R|=|F1|+|F2|。( ) (8) 作用力与反作用力同样是一对平衡力，因为它也满足了二力平衡条件中所说的两力大小相等、方向相反、作用线沿同一直线。( ) (9) 柔索类约束反力，其作用线沿柔索，其指向沿离开柔索方向而不能任意假定。( ) (10) 只要是两点受力的刚体，均为二力构件。( ) (11) 三力平衡汇交定理表明：作用在物体上汇交于一点的三个力必是平衡力系。( ) 选择题 (1) 二力平衡条件的适用范围是( )。 A.刚体； B.刚体系统； C.变形体； D.任何物体或物体系统。 (2)力的可传性( )。

A.适用于同一刚体； B.适用于刚体和变形体； C.适用于刚体系统； D.既适用于单个刚体，又适用于刚体系统。 (3) 按力的可传递性原理，将作用于构件AC上的力F沿其作用线移到构件BC上，如图所示。下列说法正确的是( ) A. 当以ACB整体为研究对象列平衡方程时可以； B. 分别以AC、BC为研究对象列平衡方程时可以； C. 不论研究对象如何，对平衡方程都无影响。 D. 不论研究对象如何，对平衡方程都有影响。 (4) 如果力R是两力的合力，用矢量方程表示为R=F1+ F2 ，其大小之间的关系为( )。 A.必有R=F1+F2 ； B.不可能有R=F1+F2 ； C.必有R>F1，R>F2； D.可能有R

初中物理最全受力分析图组

受力分析 一、下面各图的接触面均光滑，对小球受力分析： 二、下面各图的接触面均粗糙，对物体受力分析： 图 1 图2 图 3 图 5 图 6 图 7 图9 图 11 图10 图 12 图 8 图 4 图19 物体静止在斜面上图20 图21 图13 v 图15 v 图16 图14 物体处于静止 物体刚放在传送带上 图17 物体随传送带一起 做匀速直线运动 图18 图22 物体处于静止（请画出物体 受力可能存在的所有情况） 图23

三、分别对A 、B 两物体受力分析： 图24 物体处于静止 图25 图26 物体刚放在传送带上 图27 物体随传送带一起 做匀速直线运动 图28 杆处于静止状态，其中杆与半球面之间光滑 图29 杆处于静止状态，其中 杆与竖直墙壁之间光滑 图30 杆处于静止状态 图31 图32 匀速上攀 图33 v v 图34 匀速下滑 图36 A 、 B 两物体一起做匀速直线运动 A 、 B 两物体均静止 图37 图42 A 、B 两物体一起匀速下滑 A 、B 、 C 两物体均静止 图38 随电梯匀速上升

（对物体A进行受力分析） (4) (6) (7) (5) (9) (8) (10) (11) (12) (1) (2) (3) 水平地面粗糙水平地面粗糙碗光滑

(13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) 滑轮重力不计 (22) (23) (24) 以下各球均为光滑刚性小球

(28) (30) (29) (30) .用200牛顿的力向右拉一个物体在水平面上运动，物体受到的摩擦力为80牛顿，画出物体在水平方向上的合力。 (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) 三球静止 (25) (26) (27) 小球A 静止 A 、 B 匀速运动 A 、 B 匀速运动 （37）（38）（39）（40）A 、B 、C 三者都静止，分别画出ABC 三者的受力图 分别画出各物块的受力分析图 弹簧处于压缩状态 29.用50牛沿与水平方向成30°的力斜向上拉小车，画出拉力的示意图．

受力分析画图大全

一重、二弹、三摩擦、再其它。 初学者对物体进行受力分析时，往往不是“少力”就是“多力”，因此在进行受力分析时应注意以下几点： (1) 只分析研究对象所受的力，不分析 (2) 有效措施之一。检查一下画出的每个力能否找出它的施力物体，特别是检查一下分析的结果，能否使对象与题目所给的运动状态(静止或加速) 相一致，否则，必然发生了多力或漏力现象． 上升力等）。 实例巩固： 1.分析满足下列条件的各个物体所受的力，并指出各个力的施力物体. 2.对下列各种情况下的物体A 进行受力分析 （1 ）沿水平草地滚动的足 （3）在光滑水平面上向右运动的物体 水平面上的物体 （4）在力F 作用下行使 在路面上小车 V （5）沿传送带匀速运动的物体 （6）沿粗糙的天花板向 右运动的物体 F>G V （2）沿斜面上滑的物体A （1）沿斜面下滚的小球， （3）静止在斜面上的物体 （4）在力F 作用下静止 在斜面上的物体A. （5）各接触面均光滑 A 的物块A

［课堂检测］ 1. 对下列各种情况下的物体A 进行受力分析，在下列情况下接触面均不光滑. 2.对下列各种情况下的A 、B 进行受力分析（各接触面均不光滑） 3．如图所示，水平传送带上的物体。 （1）随传送带一起匀速运动 （2）随传送带一起由静止向右起动 4．如图所示，匀速运动的倾斜传送带上的物体。 （1）向上运输 （2）向下运输 A （1）A 静止在竖直墙面 v （2）A 沿竖直墙面下滑 （ （4）静止在 竖直墙面轻上的物 匀速行使 （2）匀速行使 （4）静止的杆，竖直墙 面光滑 （5）小球静止时的结 （6 ）小球静止时的结 （6）在拉力F 作用下静 止在斜面上的物体 （5）静止在竖直墙 面轻上的物体A

第一章 静力学公理与物体的受力分析

G T 第一章 静力学公理与物体的受力分析 一、判断题 1．力是滑动矢量，可沿作用线移动。 （ ） 2．凡矢量都可用平行四边形法则合成。 （ ） 3．凡是在二力作用下的构件称为二力构件。 （ ） 4．两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。 （ ） 5．凡是合力都比分力大。 （ ） 6．刚体的平衡条件是变形体平衡的必要条件，而非充分条件。 （ ） 7．若作用在刚体上的三个力的作用线汇交于一点，则该刚体必处于平衡状态。（ ） 二、填空题 1．作用力与反作用力大小 ，方向 ，作用在 。 2．作用在同一刚体上的两个力使刚体平衡的充要条件是这两个力 ， ， 。 3．在力的平行四边形中，合力位于 。 三、选择题 1．在下述公理、法则、定理中，只适用于刚体的有（ ）。 A ．二力平衡公理 B 力的平行四边形法则 C ．加减平衡力系原理 D 力的可传性 E 作用与反作用定律 2．图示受力分析中，G 是地球对物体A 的引力，T 是绳子受到的拉力，则作用力与反作用力指的是（ ）。 A T ′与G B T 与G C G 与G ′ D T ′与G ′ 3．作用在一个刚体上的两个力F A 、F B ，若满足F A ＝－F B 的条件，则该二力可能是（ ）。 A 作用力与反作用力或一对平衡力 B 一对平衡力或一个力偶 C 一对平衡力或一个力或一个力偶 D 作用力与反作用力或一个力偶 四、作图题 1．试画出下列各物体的受力图。各接触处都是光滑的。 A B C W （a ） （b ）

2． 试画出图示系统中系统及各构件的受力图。假设各接触处都是光滑的，图中未画出 重力的构件其自重均不考虑。 A B C D P W （c ） A B P 30（d ） A B C P D （f ） A C D E W （e ） （a ） A B P 2 P 1

材料力学内力图绘制详解

一、由外力直接绘制轴力图 例 5.4 如图 5.18(a)所示为一绳子受力图，右端固定，试绘制该绳的轴力图。 解 根据外力直接绘制轴力图（见图5.18(b)），绘图分析过程及步骤如下。 从左向右绘制，始终取右边部分为研究体。在截面A 有集中力F 1，使研究体拉伸变形， 故轴力在此截面向正方向发生突变，轴力突变大小为集中力F 1大小，此时 F N =（0+500）N =500 N ；在AB 段没有外力，故轴力不变；在截面B 有集中力F 2，使研究体受拉伸变形，故轴力在此截面向正方向发生突变，轴力突变大小为集中力F 2大小,此时F N =（500+420）N =920 N ；在BC 段没有外力，故轴力不变；在截面C 有集中力F 3，使研究体受压缩变形，故轴力在此截面向负方向发生突变，轴力突变大小为集中力F 3大小，此时F N =(920-280)N =640 N ；在CD 段没有外力，故轴力不变；在截面D 有集中力F 4，使研究体受压缩变形，故轴力在此截面向负方向发生突变，轴力突变大小为集中力F 4大小，此时 F N =(640-800)N =-160 N ；在DE 段没有外力，故轴力不变；在截面E 有集中力，由于轴力曲 （b ） (a)

线与轴线围成封闭图形，故轴力突变为0。 例5.5有一根阶梯轴受力如图5.19(a)所示，试绘制阶梯轴的轴力图。 图5.19 解从右向左绘制，始终取左变部分为研究体。根据外力直接绘制轴力图（见图5.19(b)），绘图分析过程及步骤如下： 在截面A有集中力F1，使研究体压缩变形，故轴力在此截面向负方向发生突变，轴力突变大小为集中力F1大小,此时F N=（0-10）kN=-10 kN；在AB段有均匀分布载荷，使研究体受拉伸变形，故轴力以斜直线规律向正方向渐变，轴力渐变大小为均匀分布载荷大小，此时F N=（-10+10×2）kN=10 kN；在截面B没有力，故此截面轴力没有变化；在BC段没有外力，故轴力不变；在截面C有集中力F2，使研究体受拉伸变形，故轴力在此截面向正方向发生突变，轴力突变大小为集中力F2大小，此时F N=（10+10）kN=20 kN；在CD段没有外力，故轴力不变；在截面D有集中力，由于轴力曲线与轴线围成封闭图形，故轴力突变为0.

最全受力分析图组

受力分析一、下面各图的接触面均光滑，对小球受力分析： 二、下面各图的接触面均粗糙，对物体受力分析： 图1 图2 图3 图5 图6 图7 图9 F 图11 图10图12 图 8 图4 图19 物体静止在斜面上图20图21 图13 v 图15 v 图16 图14 物体处于静止 物体刚放在传送带上 图17 物体随传送带一起 做匀速直线运动 图18 图22 物体处于静止（请画出物体 受力可能存在的所有情况） 图23

三、分别对A 、B 两物体受力分析： 图28 杆处于静止状态，其中杆与半球面之间光滑 图31 O A B C 图32 匀速上攀 图33 v v 图34 匀速下滑 A B F 图36 A 、 B 两物体一起做匀速直线运动 A 、 B 两物体均静止 A B 图37 F 图42 B v A A 、B 两物体一起匀速下滑 A 、B 、 C 两物体均静止 B C 图38 A 随电梯匀速上升 v (7) (9 (8) (16 (17 (18

(19 ) (20) (21) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36 ) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) 三球静止 (25) (26) (27) 小球A 静止 A 、 B 匀速运动 A 、B 匀速运动 （37）（38）（39（40）A 、B 、 C 三者都静止，分别画出ABC 三者的受力图 分别画出各物块的受力分析图 此环为轻环，重力忽略 弹簧处于压缩状态 A 沿墙壁向上匀速滑动 (22) (23) (24) P Q AO 表面粗糙，OB 表面光滑 分别画出两环的受力分析图

受力分析和受力图

第３周(第1、2 讲） 【教学过程】: 复习导入:在工程实际中，常常需要对结构系统中的某一物体或几个物体进行力学计算。首先要确定研究对象,然后对它进行受力分析。即分析研究物体受那些力的作用，并确定每个力的大小、方向和作用点。即： １、研究对象：我们把所研究的物体称为研究对象。 为了清楚地表示物体的受力情况，需要把所研究的物体从与它相联系的周围物体中分离出来，单独画出该物体的轮廓简图,使之成为分离体,即： 2、分离体:解除约束后的自由物体。 3、受力图:在分离体上画上它所受的全部主动力和约束反力,就称为该物体的受力图。 4、内力与外力 如果所取的分离体是由某几个物体组成的物体系统时,通常将系统外物体对物体系统的 作用力称为外力,而系统内物体间相互作用的力称为内力。 注意：画受力图时一定要分清内力与外力，内力总是以等值、共线、反向的形式存在，故物体系统内力的总和为零。因此，取物体系统为研究对象画受力图时，只画外力,而不画内力。 ５、画受力图是解平衡问题的关键，画受力图的一般步骤为： 1）根据题意确定研究对象，并画出研究对象的分离体简图。

2）在分离体上画出全部已知的主动力. 3）在分离体上解除约束的地方画出相应的约束反力. 注意：画受力图时要分清内力与外力， 6、下面举例说明受力图的画法。 例1 重量为G的均质杆AＢ，其B端靠在光滑铅垂墙的顶角处,Ａ端放在光滑的 水平面上,在点D处 用一水平绳索拉住,试画出杆AＢ的受力图。?解:１、选AB为研究对象 2、在C处画主动力Ｇ 3、画约束反力 例2 图1-17a所示的三铰拱桥由左、右两拱通过三铰链连接而成。在拱ＡC 上作用有载荷F P,两拱自重不计,试分别画出拱AＣ和拱BC的受力图.

几种常见力和受力分析

专题5几种常见力和受力分析 题组1 重力和重心 1．下列关于重力和重心的说法中正确的是( ) A．物体本身就有重力，所以重力没有施力物体 B．形状规则的物体的重心，一定在它的几何中心上 C．重力的方向总是和支持重物的支持面垂直的 D．在地面上同一地点，物体的质量越大，它所受到的重力也越大 2．关于重心及重力，下列说法中正确的是( ) A．一个物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数，因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力 B．据G＝mg可知，两个物体相比较，质量较大的物体的重力一定较大 C．物体放于水平面上时，重力方向垂直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，其重力方向垂直于斜面向下 D．物体的形状改变后，其重心位置往往改变 题组2 弹力 3．在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如 图1所示的情况就是一个实例．当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低 点时，下列说法正确的是( ) A．跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变图1 B．运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的 C．此时跳板对运动员的支持力和运动员的重力等大 D．此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力 4．某同学用一根弹簧和一把直尺来测量重物的重量，如图2所示．在未悬 挂重物时，指针正对刻度5，在弹性限度内，当挂上80 N重物时，指针正 对刻度45.下列说法正确的是( ) A．劲度系数k是一个有单位的物理量 B．劲度系数k＝200，没有单位，也与所挂重物无关，与弹簧本身有关 C．若指针正对刻度20，则物体重为30 N 图2

D ．若指针正对刻度20，则物体重为40 N 5．如图3所示，质量均为m 的物体A 、B 通过一劲度系数k 的弹簧相连，开 始时B 放在地面上，A 、B 均处于静止状态，现通过细绳将A 向上拉起，当B 刚要离开地面时，A 上升的距离为L ，假设弹簧一直在弹性限度内，则有( ) A ．L ＝2mg k B ．L ＜2mg k 图3 C ．L ＝mg k D ．L ＞mg k 6．如图4所示，小球A 的重力为G ＝20 N ，上端被竖直悬线挂于O 点，下端与水平桌面相接触，悬线对球A 、水平桌面对球A 的弹力大小可能为( ) 图4 A ．0，G B ．G,0 ，G 2 ，32G 题组3 摩擦力 7．如图5所示，在μ＝的水平桌面上向右运动的物体，质量为20 kg ， 在运动过程中，还受到一个方向向左的大小为10 N 的拉力作用，则物体 受到的滑动摩擦力为(g ＝10 N/kg)( ) 图5 A ．10 N ，向右 B ．10 N ，向左 C ．20 N ，向右 D ．20 N ，向左 8．关于摩擦力，有人总结了“四条不一定”，其中说法错误的是( ) A ．摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同

第一章力和受力图

第一章力和受力图 部门： xxx 时间： xxx 整理范文，仅供参考，可下载自行编辑

第一章力和受力图 课题：第一节力的基本知识和静力学公理 [教案目标] 一、知识目标： 1、力的概念。 2、掌握力的三要素，静力学公理 3、理解力的图示法。 二、能力目标： 通过对力的概念和静力学公理的理解，灵活的将静力学公理应用到现实生活中，提高学生的比较、分析、理解应用能力。b5E2RGbCAP 三、素质目标： 培养学生比较、分析、理解应用能力，培养学生务实、脚踏实地精神。[教案重点] 1、力的概念。 2、静力学公理。 [难点分析] 二力平衡公理，加减平衡力系公理。 [学生分析] 力的概念和静力学公理较好理解，学生较容易接受 [辅助教案手段] 分析、讨论和比较现实中应用了静力学公理的例子 [课时安排] 2课时

[教案内容] 新课讲解 一、力的概念 从日常生活中的现象引入主题： 力的概念—力是物体间的相互作用，任何力都是成对出现的，力引起物体的运动状态发生变化或使物体产生变形。 二、力的三要素和力的图示法 1、三要素 内容：大小、方向、作用点<各自的概念及单位） 原因：为什么这三者是力的三要素？因为这三个任何其中一个改变都会改变力的作用效果。 2、图示法 矢量定义：既有大小，又有方向。 图示法：带箭头的线段<与力的三要素一一对应） 图示法力的三要素 线段的长度大小 线段的起点或终点作用点 箭头的方向方向 做两个例题，要求掌握力的图示法。 三、平衡的概念 力系； 平衡力系； 平衡条件 平衡状态：静止状态或匀速直线运动状态。

四、四个静力学公理 1、二力平衡公理 作用在同一物体上的两个力，使该物体处于平衡状态的充要条件：两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。p1EanqFDPw 2、加减平衡力系公理 在作用在某物体的力系中，加入或减去一个平衡力系，并不改变原力系对物体的作用效果。 3、作用与反作用公理 两个物体间的作用力和反作用力总是同时存在，它们大小相等，方向相反，沿同一直线，分别作用在两个物体上。 图示： 作用力与反作用力和二力平衡的区别 作用力与反作用力：两个不同的物体上 二力平衡：同一个物体上 4、平行四边形法则 N N ’ N G B A F A F B B A F A

第三章 物体受力分析及受力图

第三章 物体的受力分析及受力图

§ 3.1 载荷荷载分类： （1）按作用时间的久暂 恒载（dead load）：固定载荷，长期作用于结构上的不变荷载，其大小、方向、作用位置是不变的。例如结构的自重、安装在结构上的设备重量等； 活载（live load）：建筑物在施工和使用期间可能存在的可变荷载。例如吊车荷载、结构上的人群、风、雪等荷载。 （2）按荷载的作用范围 集中荷载（concentrated load）：荷载的作用面积相对于总面积是微小的。 分布荷载（distributed load）：分布作用在一定面积或长度上的荷载，如风、雪、自重等荷载。 （3）按荷载作用的性质 静荷载（static load）：大小、方向和位置不随时间变化或变化极其缓慢，不使结构产生显著的加速度。例如结构自重、楼面活载等； 动荷载（dynamic load）：随时间迅速变化或在短暂时间内突然作用或消失的荷载，使结构产生显著的加速度。 注意：车辆荷载、风荷载和地震荷载通常在设计中简化为静力荷载，但在特殊情况下要按动力荷载考虑。 （4）按荷载位置的变化 固定荷载（fixed load ）：作用位置固定不变的荷载，例如风、雪、结构自重等。 移动荷载（travelling load）：可以在结构上自由移动的荷载，例如吊车梁上的吊车荷载、公路桥梁上的汽车荷载就是移动荷载。

常见分布载荷合力作用位置

§3.2 工程常见约束与约束力 自由物体——空间运动不受任何限制的物体，如飞机、导弹、航天器 受约束物体——空间运动受到限制的物体，如汽轮机、车轮。 工程中大部分研究对象都是非自由体， 约束（constraint ）—— 物体运动过程中所受到的限制。 约束的作用一方面限制物体运动，另一方面表现为约束力。 约束力(reactions)——约束对物体的反作用力，又称约束反力。 是一种被动力，其大小不能预先确定，方向总是与约束力所能 阻止的运动方向相反。 主动力-----主动地施加于物体，改变其运动状态的力称为主动力。 主动力的大小和方向通常是预先给定的，其变化规律是空间和 时间的确定数。如重力， 在理论力学中，将物体所受约束理想化，即保留主要性质、忽略次要因素，得到几种工程中常见的约束及约束力。

第一章 基本概念与受力图

第一章 基本概念与受力图（13题） （1-1）AB 梁与BC 梁，在B 处用光滑铰链连接，A 端为固定端约束，C 为可动铰链支座约束，试分别画出两 个梁的分离体受力图。 解答： 1.确定研究对象：题中要求分别画出两个梁的分离体受力图，顾名思义，我们选取AB 梁与BC 梁作为研究对象。 （1） 取隔离体：首先我们需要将AB 梁与BC 梁在光滑铰链B 处进行拆分，分别分析AB 与BC 梁的受力。 （2） 画约束反力：对于AB 梁，A 点为固端约束，分别受水平方向、竖直方向以及固端弯矩的作用，B 点为光滑铰链，受水平方向、竖直方向作用力，如下图a 所示。对于BC 梁，B 点受力与AB 梁的B 端受力互为作用力与反作用力，即大小相等，方向相反，C 点为可动铰链支座约束，约束反力方向沿接触面公法线，指向被约束物体内部，如下图所示。 （1-3）已知：连续梁由AB 梁和BC 梁，通过铰链B 连接而成，作用有力偶m ，分布力q 。 试画出： AB 梁和BC 梁的分离体受力图。 C B q m A X B ′ q B X B Y B R C Y A X A Y B ′ m A M A 答： B X Y c C B B Y m q A A Y A X B Y 'B X ' B M B A m q a a a a C

（1-4）已知：梁AB 与BC ，在B 处用铰链连接，A 端为固定端，C 端为可动铰链支座。 试画: 梁的分离体受力图。 答： 第二章 简单力系（6题） （2-1）下图所示结构中，AB 和BC 杆为二力杆， 已知集中载荷P 为铅垂方向。 试求AB 杆和BC 的拉力。 解答： 首先选取节点B 为研究对象，其受力图如下图所示，此力系为平面汇交力系，集中载荷P 为已知，方向沿铅垂方向，其余两个力AB N 与BC N 未知，假设AB N 与BC N 均为拉力，方向沿二力杆远离节点B ，作直角坐标系Bxy ，平衡方程为： ∑=0X 060sin 30sin =-o BC o AB N N 0∑=Y 060cos 30cos =-+P N N o BC o AB 解得：N AB =0.866P （拉力）， N BC =0.5P （拉力） （2-2）已知：AB 与AC 杆不计自重，A 、B 、C 处为铰链连接，F 1=400 kN , F 2=300 kN , F 3=700 kN 。 试求：AB 与AC 杆所受力。 B P X Y N AB N 45o B A q P C 60o 30o 30o 60o F 3 F 2 F 1 C B A P A B C 30 6 ① ②

受力分析和受力图

第3周(第1、2 讲) 【教学过程】: 复习导入:在工程实际中,常常需要对结构系统中的某一物体或几个物体进行力学计算。首先要确定研究对象,然后对它进行受力分析。即分析研究物体受那些力的作用,并确定每个力的大小、方向与作用点。即: 1、研究对象:我们把所研究的物体称为研究对象。 为了清楚地表示物体的受力情况,需要把所研究的物体从与它相联系的周围物体中分离出来,单独画出该物体的轮廓简图,使之成为分离体,即: 2、分离体:解除约束后的自由物体。 3、受力图:在分离体上画上它所受的全部主动力与约束反力,就称为该物体的受力图。 4、内力与外力

如果所取的分离体就是由某几个物体组成的物体系统时,通常将系统外物体对物体系统的 作用力称为外力,而系统内物体间相互作用的力称为内力。 注意:画受力图时一定要分清内力与外力,内力总就是以等值、共线、反向的形式存在,故物体系统内力的总与为零。因此,取物体系统为研究对象画受力图时,只画外力,而不画内力。 5、画受力图就是解平衡问题的关键,画受力图的一般步骤为: １)根据题意确定研究对象,并画出研究对象的分离体简图。 ２)在分离体上画出全部已知的主动力。 ３)在分离体上解除约束的地方画出相应的约束反力。 注意: 画受力图时要分清内力与外力, 6、下面举例说明受力图的画法。 例1 重量为G的均质杆AB,其B端靠在光滑铅垂墙的顶角处,A端放在光滑的 水平面上,在点D处 用一水平绳索拉住,试画出杆AB的受力图。 解:１、选ＡＢ为研究对象 ２、在Ｃ处画主动力Ｇ

３、画约束反力 例2 图１－１７a所示的三铰拱桥由左、右两拱通过三铰链连接而成。在拱AC 上作用有载荷ＦP,两拱自重不计,试分别画出拱AC与拱BC的受力图。 例3、图１－１８a就是曲柄滑块机构,图１－１８c就是凸轮机构。试分别画出两图中滑块及推杆的受力图,并进行比较。

受力分析和受力图

第3周（第1、2 讲） 【教学过程】： 复习导入：在工程实际中，常常需要对结构系统中的某一物体或几个物体进行力学计算。首先要确定研究对象，然后对它进行受力分析。即分析研究物体受那些力的作用，并确定每个力的大小、方向和作用点。即： 1、研究对象：我们把所研究的物体称为研究对象。 为了清楚地表示物体的受力情况，需要把所研究的物体从与它相联系的周围物体中分离出来，单独画出该物体的轮廓简图，使之成为分离体，即： 2、分离体：解除约束后的自由物体。 3、受力图：在分离体上画上它所受的全部主动力和约束反力，就称为该物体的受力图。 4、内力与外力

如果所取的分离体是由某几个物体组成的物体系统时，通常将系统外物体对物体系统的 作用力称为外力，而系统内物体间相互作用的力称为内力。 注意：画受力图时一定要分清内力与外力，内力总是以等值、共线、反向的形式存在，故物体系统内力的总和为零。因此，取物体系统为研究对象画受力图时，只画外力，而不画内力。 5、画受力图是解平衡问题的关键，画受力图的一般步骤为： １）根据题意确定研究对象，并画出研究对象的分离体简图。 ２）在分离体上画出全部已知的主动力。 ３）在分离体上解除约束的地方画出相应的约束反力。 注意：画受力图时要分清内力与外力， 6、下面举例说明受力图的画法。 例1 重量为G的均质杆AB，其B端靠在光滑铅垂墙的顶角处，A端放在光滑 的水平面上，在点D处 用一水平绳索拉住，试画出杆AB的受力图。 解：１、选ＡＢ为研究对象 ２、在Ｃ处画主动力Ｇ

３、画约束反力 例2 图１－１７a所示的三铰拱桥由左、右两拱通过三铰链连接而成。在拱AC 上作用有载荷ＦP，两拱自重不计，试分别画出拱AC和拱BC的受力图。 例3、图１－１８a是曲柄滑块机构，图１－１８c是凸轮机构。试分别画出两图中滑块及推杆的受力图，并进行比较。

物体的受力分析和静力学平衡方程

第一章 物体的受力分析和静力学平衡方程 1-1 两球自重为1G 和2G ，以绳悬挂如图。试画：（1）小球（2）大球（3）两球 合在一起时的受力图。 答：（1）小球受力图： 约束来源：柔绳，光滑面。 （2）大球受力图： （3）两球受力图： 约束来源：柔绳，光滑面。 约束来源：柔绳。 1-2 某工厂用卷扬机带动加料车C 沿光滑 的斜轨上升到炉顶倒料，如图。已知料自 重为G ，斜轨倾角为α，试画加料车（连轮 A 及 B ）的受力图。 答：

约束类型：光滑面，柔软体。 1-3 如图所示，试画出AB杆的受力图。 答： 三力汇交，A固定铰链，B可动铰链 1-4 棘轮装置如图所示。通过绳子悬挂重量 为G的物体，AB为棘轮的止推爪，B处为 平面铰链。试画出棘轮的受力图。 答： N A=N B二力杆，光滑面，柔绳，作用力与反作用力 1-6 化工厂中起吊反应器时为了不致破坏 栏杆，施加一水平力F，使反应器与栏杆 相离开（如图）。已至此时牵引绳与铅垂线

夹角为?30，反应器重量G 为30kN ，试求 水平力F 的大小和绳子的拉力T F 。 答：（1）选取研究对象：反应器 （2）取分离体，花受力图 （3）建立坐标系XOY （4）写平衡方程，联立解得 1-7 重量为G=2kN 的球搁在光滑的斜面上， 用一绳把它拉住（如图）。已知绳子与铅直 墙壁的夹角为?30，斜面与水平面的夹角为 ?15，求绳子的拉力和斜面对球的约束反力。 答：（1）研究对象：球 （2）受力图 （3）建立坐标系XOY （4）写平衡方程 ∑=??-??=030sin 15sin N 0X C A T ， ? ?? =15sin 30sin T N A C N 41.1215sin 30sin N 732.01-315cos 30sin 15sin 30cos 15sin 215cos 30sin 15sin 30cos 15sin 015cos 15sin 30sin 30cos 0 15cos 30cos T ,0Y A ==??===? ?+????=??+???==-??? ?? +??=-??+??=∑A C A A A c T N G T G T T G N