理论力学Mechanics of Theory 长沙理工大学土建学院
文海霞
2013年8月19日星期一
理论力学：研究物体机械运动的一般规律。由静力学、运动学和动力学三大篇章构成。其研究对象是刚体，是刚体力学。
静力学:研究物体受力的分析方法、
力系的简化、
以及力系的平衡问题。
第1章物体的受力分析第2章力系的简化
第4章摩擦的平衡问题
第3章力系的平衡
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1-1 静力学基本概念及公理1-2 约束与约束力1-3 物体的受力分析图第一章物体的受力分析
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1-1 静力学基本概念及公理1-1-1静力学基本概念
1-1-2静力学公理
1.平衡
若物体相对于地面保持静止或匀速直线运动，称物体处于平衡（惯性状态）。平衡是机械运动的一种特殊状态。
2.刚体
在力的作用下其内部任意两点之间的距离保持不变的
物体，称为刚体。刚体是静力学理想化的力学模型。
3.力
1）力的定义：物体与物体之间的相互作用，这种作用使物体的机械运动状态发生变化。
4）力的单位：N 或kN ; kgf.3）力是矢量。2）力的三要素：力的大小、方向和作用点。
1 kgf=9.8N 。
5）力的分类：
??
?约束力
主动力)a )
???
????)
()(力的作用面积较大分布力力的作用面积很小集中力 C
??
?外力
内力
)b F (黑体)或)(F F v
6）力的效应：内效应和外效应；即变形效应和运动效应。
4.力系
力系是指作用在物体上的一群力。
5.等效力系
若两力系对同一物体的作用效果相同，称这两力系
互为等效力系。
6.平衡力系
若物体在某力系作用下保持平衡，称此力系为
平衡力系。
7.合力
若某力系与一个力等效，称此力为该力系的合力。
8.力偶
由两个大小相等、方向相反且不共线的平行力组成的力系，称为力偶。
经长期实践与反复验证的真理。通向公理，无逻辑
之路，全靠人的直觉与经验。公理一(力的
法则)
力的多边形法则: R i
=∑F F 效应:汇交力系、任何物体(刚体、变形体)
力系简化规则
适应:1
F 2
F 1
n -F n
F R
F O
O
1
F 2
F 1
n -F n
F 2
1F F F +=R R
F 1
F 2
F O
效应:适应:不计重力，确定B ，C 两点受力方位。
不平衡
否则
二力平衡
二力等值、反向、共线
最基本平衡条件同一刚体
1
F 2
F 1
F 2
F D
C
B
A F
公理二(二力平衡公理)二力构件仅在两点受力平衡
C
F B
F C
B
1
F 2
F 2
1F F -=
公理三(加减平衡力系原理)
在已知力系上加上或减去任意平衡力系，不改变原力系对刚体的效应。
1
F 1
F F
F
力系等效替换与简化同一刚体
效应:适应:
刚体上的力为滑移矢量。作用点作用线
力的可传性原理
B
A
F B
A
F
B
A
F
F
F
加
减
推论1
推论2
刚体受三力平衡，若其中二力相交，则三力共面，且汇交于一点。
即共面、不平行的三平衡力必汇交于一点。
三力平衡汇交定理
判断重杆对圆轮作用力及杆端B处作用力方向。
B
G 1
G
C
A
A
F
B
F
n个力平衡，其中n-1个汇交于一点，则第n个力必过此点。
推广:
与二力平衡区别，作用于两个物体上。物系受力分析基础一切物体(静力与动力)
效应:适应:
公理四(作用与反作用定律)
两物体间的作用力与反作用力等值，反向，共线。相互作用力水平
两杆对称，分析顶点A 处相互作用力方向。
C
B
A
G
公理五(刚化原理)
变形体平衡，刚化后仍平衡。其逆不成立。
提供用刚体模型研究变形体平衡的依据。刚体平衡条件对变形体是必要而非充分。
1.如绳
效应:1
F 2
F 刚体
1
F 2
F 绳
17
1-2 约束与约束力
1-2-1约束与约束力的概念
1-2-2典型约束的约束力
约束限制非自由体运动的周围物体。
约束力
自由体位移不受任何限制的物体。
约束对物体的作用力。
非自由体某些方向的位移受到限制的物体。
约束力的方向与约束所能阻碍的运动方向相反，且作用在约束与被约束物体的接触点。
1.柔索约束
方向:约束力:
沿柔索背离受力物体，T
F A
P
A
F
T A
P
拉力9种约束类型★
螺栓组受力分析与计算 螺栓组联接的设计 设计步骤： 1. 螺栓组结构设计 2. 螺栓受力分析 3. 确定螺栓直径 4. 校核螺栓组联接接合面的工作能力 5. 校核螺栓所需的预紧力是否合适 确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型，长度，精度以及相应的螺母，垫圈等结构尺寸，可根据底板的厚度，螺栓在立柱上的固定方法及防松装置等全面考虑后定出。 "1.螺栓组联接的结构设计 螺栓组联接结构设计的主要目的，在于合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和联接接合面间受力均匀，便于加工和装配。为此，设计时应综合考虑以下几方面的问题： 1）联接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状，如圆形，环形，矩形，框形, 三角形等。这样不但便于加工制造，而且便于对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和联接接 合面的形心重合，从而保证接合面受力比较均匀。 2）螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。对于铰制孔用螺栓联接，不要在平行于工作载荷的方向上成排地布置八个以上的螺栓，以免载荷分布过于不均。当螺栓联接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的位置适当靠近联接接合面的边缘，以减小螺栓的受力（下图）。如果同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时，应采用销，套筒，键等抗剪零件来承受横向载荷，以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。 塾〉不令 接合面受弯矩或转矩时螺栓的布置
3）螺栓排列应有合理的间距，边距。布置螺栓时，各螺栓轴线间以及螺栓轴线和机体壁间的 最小距离，应根 据扳手所需活动空间的大小来决定。扳手空间的尺寸（下图）可查阅有关标 准。对于压力容器等紧密性要求较高的重要联接， 螺栓的间距to 不得大于下表所推荐的数值 扳手空间尺寸 螺栓间距t o 注：表中d 为螺纹公称直径。 4） 分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成 4, 6, 8等偶数，以便在圆周上钻孔时的分度和画 线。同一螺栓 组中螺栓的材料，直径和长度均应相同。 5） 避免螺栓承受附加的弯曲载荷。除了要在结构上设法保证载荷不偏心外，还应在工艺上保 证被联接件，螺 母和螺栓头部的支承面平整，并与螺栓轴线相垂直。对于在铸，锻件等的粗 糙表面上应安装螺栓时，应制成凸台或沉头座（下图 1）。当支承面为倾斜表面时，应采用 斜面垫圈（下图2）等。 1 ? 6*-4 4* 10 10* 1? 14-20 3W
受力分析的基本方法和原则 对物体进行受力分析这看似微不足道的一步，其实是处理力学问题乃至所有涉及力和运动的综合问题中至关重要的一步，能否正确分析出研究物体的受力，将直接影响到后续解题过程的展开以及最终结果的正确性。那么，怎样才能走好这第一步呢？ 一、受力分析的一般步骤 先来回顾一下各种常见力的特点。 重力：由于地球的吸引而使物体受到的作用力。地球表面附近的一切物体都要受到重力的作用。因此，只要研究的对象是实际物体，重力就肯定存在。 弹力：相互接触的物体间才会产生弹力，但接触不一定有弹力，只有当接触处存在弹性形变时，弹力才会出现。 摩擦力：弹力存在是摩擦力存在的前提，因此摩擦力的分析应该放在弹力之后。两个相互挤压的物体间若有相对滑动，则它们之间会出现滑动摩擦力；两个相互挤压的物体间若有相对滑动的趋势，则它们间会出现静摩擦力。 如果研究的物体处在更为复杂的环境中，如周围有某种液（气）体、电场或者磁场，那么还要分析物体是否受到浮力、阻力、电场力或磁场力等的作用。 综上所述，可以将受力分析的一般步骤归纳为： 重力肯定有；弹力看四周，形变就存在，不形变则没有；分析摩擦力，看看运动否？趋势也可以； 复杂环境中，不忘电磁浮。 但要注意，这几句话中的“形变”指“弹性形变”，“运动”指“相对运动”。为了方便记忆，甚至可以将上述几句话进一步精简为二十字的口诀： 重力肯定有，弹力看四周，分析摩擦力，不忘电磁浮。 二、受力分析的基本原则 初步分析之后，如果能对照受力分析的基本原则换个角度检查一下分析结果的正确性，这样才能做到万无一失。两个基本原则依次为：（1）每个力都必须有施力物体；（2）受力情况必须和物体的运动状态相吻合。 例：有人认为“物体以某一初速冲上光滑的斜面后，物体在上滑过程中受到沿斜面向上的冲力作用，在下滑过程中受到沿斜面向下的下滑力作用。” 解：物体在全过程中只受到重力和斜面对它的支持力两个力的作用，在上滑过程中物体并没有受到沿斜面向上的冲力作用，之所以能冲上斜面，是因为具有初速度，不要把物体的这种惯性表现当作一个力；在下滑过程中物体也没有受到沿斜面向下的下滑力的作用，之所以下滑，是因为重力产生了一个使物体向下滑动的效果。这里多分析出来的“冲力”和“下滑力”都可以用第一原则来进行检验，显然，它们都没有施力物体，因此不存在。 例：物体A放在水平传送带上，且A与传送带保持相对静止，如图所示，若传送带向右匀速运动，试分析A的受力。 解：A物体仅受两个力作用：重力和传送带对A产生的弹力。
弹簧问题 轻弹簧是不考虑弹簧本身的质量和重力的弹簧，是一个理想模型，可充分拉伸与压缩。 无论轻弹簧处于受力平衡还是加速状态，弹簧两端受力等大反向。合力恒等于零。 弹簧读数始终等于任意一端的弹力大小。 弹簧弹力是由弹簧形变产生，弹力大小与方向时刻与当时形变对应。一般应从弹簧的形变分析入手，先确定弹簧原长位置，现长位置，找出形变量x与物体空间位置变化的几何关系，分析形变所对应的弹力大小、方向，以此来分析计算物体运动状态的可能变化。 性质1、轻弹簧在力的作用下无论是平衡状态还是加速运动状态，各个部分受到的力大小是相同的。 其伸长量等于弹簧任意位置受到的力和劲度系数的比值。 性质2、两端与物体相连的轻质弹簧上的弹力不能在瞬间突变——弹簧缓变特性； 有一端不与物体相连的轻弹簧上的弹力能够在瞬间变化为零。 性质3、弹簧的形变有拉伸和压缩两种情形，拉伸和压缩形变对应弹力的方向相反。 分析弹力时，在未明确形变的具体情况时，要考虑到弹力的两个可能的方向。 弹簧问题的题目类型 1、求弹簧弹力的大小、形变量（有无弹力或弹簧秤示数） 2、求与弹簧相连接的物体的瞬时加速度 3、在弹力作用下物体运动情况分析（往往涉及到多过程，判断v S a F变化） 4、有弹簧相关的临界问题和极值问题 除此之外，高中物理还包括和弹簧相关的动量和能量以及简谐振动的问题 1、弹簧问题受力分析 受力分析对象是弹簧连接的物体，而不是弹簧本身 找出弹簧系统的初末状态，列出弹簧连接的物体的受力方程。（灵活运用整体法隔离法）； 通过弹簧形变量的变化来确定物体位置。（高度，水平位置）的变化 弹簧长度的改变，取决于初末状态改变。（压缩——拉伸变化） 参考点，F=kx 指的是相对于自然长度（原长）的改变量，不一定是相对于之前状态的长度改变量。 抓住弹簧处于受力平衡还是加速状态，弹簧两端受力等大反向。合力恒等于零的特点求解。 注：如果a相同，先整体后隔离。 隔离法求内力，优先对受力少的物体进行隔离分析。 2、瞬时性问题 题型：改变外部条件（突然剪断绳子，撤去支撑物） 针对不同类型的物体的弹力特点（突变还是不突变），对物体做受力分析 3、动态过程分析 三点分析法（接触点，平衡点，最大形变点） 竖直型： 水平型：明确有无推力，有无摩擦力。物体是否系在弹簧上。 小结：弹簧作用下的变加速运动， 速度增减不能只看弹力，而是看合外力。（比较合外力方向和速度方向判断） 加速度等于零常常是出现速度极值的临界点。速度等于零往往加速度达到最大值。
专题二物体的受力分析 1．受力分析的一般步骤 (1)选择研究对象：研究对象可以是质点、结点或□01单个物体(隔离法)，也可以是□02多个物体组成的系统(整体法)。 (2)按顺序分析物体所受的力 ①先分析重力：方向总是□03竖直向下。 ②再分析弹力：先要弄清物体(或物体系统)有几处与外界接触，可以根据弹力的产生条件或者用假设法判断弹力有无；弹力的方向由□04施力物体形变的方向决定，弹力的方向总与施力物体形变的方向□05相反。 ③最后分析摩擦力 a．接触面粗糙□06不一定(填“一定”或“不一定”)就有摩擦，有摩擦则接触面□07一定(填“一定”或“不一定”)是粗糙的。 b．有挤压不一定就有摩擦，有摩擦必定有压力。 c．也可利用假设法判定是否存在摩擦力。 d．与弹力方向□08垂直，与接触面□09相切，与□10相对运动方向(或相对运动趋势方向)相反。 2．受力分析注意事项 (1)不要把研究对象的受力与其他物体的受力混淆。 (2)在分析各力的过程中，一定要找到它的施力物体，没有施力物体的力是
不存在的，这样可以防止“多力”。 (3)在转换研究对象的时候，要注意反作用力。
典型考点一单物体的受力分析 1．如图所示，一人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，以下说法正确的是() A．人受到重力和支持力的作用 B．人受到重力、支持力和向右的摩擦力的作用 C．人受到重力、支持力和向左的摩擦力的作用 D．人受到重力、支持力和与速度方向相同的摩擦力的作用 答案 A 解析人做匀速直线运动，则人处于平衡状态，竖直方向受重力和支持力，若受摩擦力，一定沿水平方向，但没有力与摩擦力平衡，所以人不受摩擦力作用，A正确，B、C、D错误。 2．(多选)如图所示，一个物块沿粗糙斜面向上减速运动，关于物块的受力分析，下列说法正确的是() A．物块受到3个力作用 B．物块受到4个力作用 C．物块受到斜面的弹力方向竖直向上 D．物块受到斜面的摩擦力方向平行于斜面向下 答案AD
力学问题受力分析的方法和步骤 受力分析和运动分析是解决力学问题的前提，而要准确的对物体进行受力分析，除了掌握几种性质的力之外，必须明确力和运动的关系。怎样才能正确分析受力呢 受力分析的步骤高中物理网络家教一对一辅导今日在线 1、明确研究对象。 你要分析的是甲的受到乙、丙、丁。。。的作用力，那么甲就是受力物体，有些同学在对甲做受力的分析时往往也把甲对其他物体的力分析进来了，那是错误的。 研究对象可以是一个单个的物体（隔离法），也可以是几个物体组成的整体。（整体法）。在受力分析不熟练时，如果问题的分析中涉及两个以上的物体就要有意识的试着用整体法分析。整体法分析受力的时候，整体内部各物体间的相互作用就是内力，而你要分析的是外力，这样就可以少分析很多力。使问题的求解变的简单。 2、先分析重力 重力是由于地球的吸引而使物体受到的作用力。任何物体都受重力，重力的作用点在重心，重力的方向竖直向下，重力的大小等于mg。问题的分析中先解决简单问题再解决复杂问题，先把容易的弄清楚，这也是解决问题的一种方法。 3、接着分析弹力 因为弹力的产生原因是形变，也就是说必须接触才能产生弹力，所以这一步先找研究对象与那些物体相接处，再分析他们之间是否有弹力。注意产生弹力必须接触，但接触未必有弹力。弹力的作用点在接触面，弹力的大小与形变量有关，与形变物体本身的物理性质有关。在弹性限度内弹簧的弹力f=kx 。弹力的方向一般是垂直于接触面或沿着绳子或弹簧。 4、最后分析摩擦力 》 弹力存在是摩擦力存在的前提，因此摩擦力的分析应该放在弹力之后。这一步先要明确被研究的对象与那些物体相挤压，它们之间有否相对运动或有否相对运动趋势，从而分析有否摩擦力。摩擦力的方向沿着接触面与相对运动或相对运动趋势方向相反。静摩擦力大于零小于等于最大静摩擦力，是由其它力决定的。最大静摩擦力和滑动摩擦力取决于接触面的性质和接触面间的弹力。滑动摩擦力的大小等于接触面间的弹力乘以摩擦因数。即F=μF N 如果研究的物体处在更为复杂的环境中，如周围有某种液（气）体、电场或者磁场，那么还要遵先简单后复杂的方法，先分析最容易分析出来的力。再就是作用力反作用力的运用。有作用力一定有反作用力。 假设法分析弹力和静摩擦力的有无及方向，也可以说跟据运动和力的关系判断受力情况。有些较复杂的情况就可以用假设法分析。 受力分析的问题，往往给出的是运动条件。而涉及到受力分析的问题都可以归类为两类一、受力平衡问题。二、受力不平衡问题。为此就可以假设没有这个力分析其他力的合力能否为零或能否与加速度的方向一致。从而判断假设的错误与否。受力方向的分析依然。 例题分析高中物理网络家教一对一辅导今日在线。 例1：有人认为“物体以某一初速冲上光滑的斜面后，物体在上滑过程中受到沿斜面向上的冲力作用，在下滑过程中受到沿斜面向下的下滑力作用。” 如果按照受力分析的步骤去分析，根本分析不出向上冲的力和下滑力，当然也就出现不了多出了力的问题。 例：如图所示，A、B、C三木块叠放在水平桌面上，对B木块施加一个水平向右恒力F，三木块共同向右匀速运动，三木块的重力都是G，分别画出三木块受力示意图。
常见弹簧类问题分析 高考要求 轻弹簧是一种理想化的物理模型，以轻质弹簧为载体，设置复杂的物理情景，考查力的概念，物体的平衡，牛顿定律的应用及能的转化与守恒，是高考命题的重点，此类命题几乎每年高考卷面均有所见.应引起足够重视. 弹簧类命题突破要点 1.弹簧的弹力是一种由形变而决定大小和方向的力.当题目中出现弹簧时，要注意弹力的大小与方向时刻要与当时的形变相对应.在题目中一般应从弹簧的形变分析入手，先确定弹簧原长位置，现长位置，找出形变量x 与物体空间位置变化的几何关系，分析形变所对应的弹力大小、方向，以此来分析计算物体运动状态的可能变化. 2.因弹簧（尤其是软质弹簧）其形变发生改变过程需要一段时间，在瞬间内形变量可以认为不变.因此，在分析瞬时变化时，可以认为弹力大小不变，即弹簧的弹力不突变. 3.在求弹簧的弹力做功时，因该变力为线性变化，可以先求平均力，再 用功的定义进行计算，也可据动能定理和功能关系：能量转化和守恒定律求解.同时要注意弹力做功的特点：W k =-（21kx 22-2 1 kx 12），弹力的功等于弹性势能增量的负值.弹性势能的公式E p = 2 1kx 2 ，高考不作定量要求，可作定性讨论.因此，在求弹力的功或弹性势能的改变时，一般以能量的转化与守恒的角度来求解. 下面就按平衡、动力学、能量、振动、应用类等中常见的弹簧问题进行分析。 一、与物体平衡相关的弹簧问题 1.(1999年，全国)如图示，两木块的质量分别为m 1和m 2， 两轻质弹簧的劲度系数分别为k 1和k 2，上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧．在这过程中下面木块移动的距离为( ) A.m 1g/k 1 B.m 2g/k 2 C.m 1g/k 2 D.m 2g/k 2 此题若求m l 移动的距离又当如何求解? 参考答案:C
＊§2.6物体受力分析 一．教学目标 1．掌握受力分析的一般方法和注意事项。 2.通过对隔离法和整体法的运用，学会辩证地处理物理问题的方法。 二．教学重点：受力分析的步骤 教学难点：隔离法与整体法受力分析的应用 三．教学过程 1.受力分析的顺序： 一般遵循由易到难（重力、弹力、摩擦力）或由已知到未知的原则。 2.受力分析的方法： （1）隔离法 （2）整体法 3.受力分析的步骤： （1）确定研究对象（单个物体或几个物体组成的系统／整体）； （2）把研究对象与其它物体隔离； （3）按一定的顺序把外界物体对研究对象施加的力画出示意图。 4.注意事项： （1）不能总认为物体在运动方向上一定受到力的作用，即在画力时要明确该力的施力物体是哪一个。 （2）受力分析是分析物体受到的力，不能把研究对象对外界物体施加的力也画在受力图上。 （3）判断弹力的有无可假设把外界物体移走，通过物体的运动状态是否变化来判断接触面处有没有弹力。判断静摩擦力的有无及方向可假设接触面光滑，通过物体是否发生相对运动和相对运动的方向来判断静摩擦力的有无和方向。 （4）用整体法进行受力分析时，系统以外的物体对系统内任一物体的作用力都认为是系统受到的力，系统内物体之间的作用力（内力）不需要画出来。 （5）在本书范围内，我们只研究共点力的情况，所以不管是单个物体还是几个物体组成的系统，在对他们进行受力分析时，都应把他们当作一个点（质点）来处理，所有力的作用点都是同一点。 例1.分析图中的小球是否受到弹力的作用。 评析：用假设法判断弹力的有无。 甲 乙
例2.分析图中物体受到的力。图中两物体都处于静止状态。 评析：此例主要说明受力分析的顺序和用假设法确定静摩擦力的有无和方向。 例3.课本P40页例2（补充：设A 重50N ，B 重20N ，且A 、B 都匀速运动，则A 所受的摩擦力多大？） 评析：此例主要说明隔离法的应用和从平衡条件出发求摩擦力的大小。 课堂练习：P41页 1、2、3、4、5、6 课堂小结： 课后作业：练习册P22页 四.作图题 甲 乙
1.滚动轴承的受力分析 滚动轴承在工作中，在通过轴心线的轴向载荷（中心轴向载荷）Fa作用下，可认为各滚动体平均分担载荷，即各滚动体受力相等。当轴承在纯径向载荷Fr作用下（图6），内圈沿Fr方向移动一距离δ0，上半圈滚动体不承载，下半圈各滚动体由于个接触点上的弹性变形量不同承受不同的载荷，处于Fr作用线最下位置的滚动体承载最大，其值近似为5Fr/Z（点接触轴承）或4.6Fr/Z（线接触轴承），Z为轴承滚动体总数，远离作用线的各滚动体承载逐渐减小。对于内外圈相对转动的滚动轴承，滚动体的位置是不断变化的，因此，每个滚动体所受的径向载荷是变载荷。 图6滚动轴承径向载荷的分析图7角接触轴承的载荷作用中心 2.滚动轴承的载荷计算 （1）滚动轴承的径向载荷计算 一般轴承径向载荷Fr作用中心O的位置为轴承宽度中点。 角接触轴承径向载荷作用中心O的位置应为各滚动体的载荷矢量与轴中心线的交点，如图7所示。角接触球轴承、圆锥滚子轴承载荷中心与轴承外侧端面的距离a可由直接从手册查得。 接触角α及直径D，越大，载荷作用中心距轴承宽度中点越远。为了简化计算，常假设载荷中心就在轴承宽度中点，但这对于跨距较小的轴，误差较大，不宜随便简化。
图8角接触轴承受径向载荷产生附加轴向力 1)滚动轴承的轴向载荷计算 当作用于轴系上的轴向工作合力为FA，则轴系中受FA作用的轴承的轴向载荷Fa=FA，不受FA作用的轴承的轴向载荷Fa=0。但角接触轴承的轴向载荷不能这样计算。 角接触轴承受径向载荷Fr时，会产生附加轴向力FS。图8所示轴承下半圈第i个球受径向力Fri。由于轴承外圈接触点法线与轴承中心平面有接触角α，通过接触点法线对轴承内圈和轴的法向反力Fi将产生径向分力Fri；和轴向分力FSi。各球的轴向分力之和即为轴承的附加轴向力FS。按一半滚动体受力进行分析，有 FS ≈ 1.25 Frtan α(1) 计算各种角接触轴承附加轴向力的公式可查表5。表中Fr为轴承的径向载荷；e为判断系数，查表6；Y为圆锥滚子轴承的轴向动载荷系数，查表7。 表-5 角接触轴承附加轴向力公式 轴承类型角接触球轴承圆锥滚子轴承
初中物理受力分析方法和步骤
受力分析 一、几个概念要弄懂 1、平衡力、相互作用力、平衡状态 平衡力是指一个物体受到大小相等、方向相反的力，两个力的受力物体是同一个产生的效果互相抵消，合力为零。 相互作用力是两个物体之间的相互作用，相互作用力的受力物体是两个。产生的效果不能互相抵消。 平衡状态：不受力或者所受合力为零。处于平衡状态受力一定是成对的。一个力的效果必定有另一个力与之相抵消。 2、摩擦力、静摩擦力与动摩擦力 ①、产生条件 物体间相互接触；物体间有相互挤压作用；物体接触面粗糙；物体间有相对运动趋势或相对运动。 ②、静摩擦力等于其方向上的拉力或重力。 动摩擦力等于拉力、重力或其和差（一定要在平衡状态下分析）。 二、受力分析的方法与步骤 1. 明确研究对象 进行受力分析前，要先弄清受力的对象。我们常说的“隔离法”、“整体法”，指的是受力的对象是单个物体，还是由多个物体组成的整体。对于连接体，在进行受力分析时，往往要变换几次研究对象之后才能解决问题。 有时候，选取所求力的受力物体为研究对象，却很难求出这个力，这时可以转移对象，选取这个力的施力物体为研究对象，求出它的反作用力，再根据牛顿第三定律，求出所求力。 2. 有序地分析受力 养成按一定的步骤进行受力分析的习惯，这样可以避免漏力或添力。 一般分三步走：先分析重力；然后找出跟研究对象接触的物体，分析接触力，如弹力、摩擦力等；最后分析电场力、磁场力等。 3.确定物体是否受到力的作用，有三个常用的方法： （1）假设法； （2）根据运动状态判断受力情况； （3）用牛顿第三定律。 4.具体方法 （1）、整体法与隔离法
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： （对物体A 进行受力分析） 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
(4) (6) (7) (5) (9) (8) (13) (14) (15) 滑轮重力不计 (10) (11) (12) (1) (2) (3) 水平地面粗糙 水平地面粗糙 碗光滑 以下各球均为光滑刚性小球
(16) (17) (18) (19) (20) (21) 三球静止 (25) (26) (27) 小球A静止 (22) (23) (24) AO表面粗糙，OB表面光滑 分别画出两环的受力分析图
弹簧与弹簧测力计练习题精选附答案
2017年12月05日弹簧与弹簧测力计练习题精选 一．选择题（共14小题） 1．甲体重大、乙手臂粗、丙手臂长，三位同学用同一个拉力器比试臂力，结果每个人都能把手臂撑直，则下列说法中正确的是（） A．甲所用拉力大B．乙所用拉力大 C．丙所用拉力大D．甲乙丙所用拉力一样大 2．在图中，A、B两球相互间一定有弹力作用的图是（） A．B．C．D． 3．小明使用弹簧测力计前发现指针指在0.4N处，没有调节就测一物体的重力，且读数为2.5N，则物体重力的准确值应为（） A．2.1N B．2.5N C．2.7N D．2.9N 4．如图所示的四个力中，不属于弹力的是（） A． 跳板对运动员的支持力B． 弦对箭的推力 C．
熊猫对竹子的拉力D． 地球对月球的吸引力 5．使用弹簧测力计时，下面几种说法中错误的是（） A．弹簧测力计必须竖直放置，不得倾斜 B．使用中，弹簧、指针、挂钩不能与外壳摩擦 C．使用前必须检查指针是否指在零点上 D．使用时，必须注意所测的力不能超过弹簧测力计的测量范围 6．如图所示，一根弹簧，一端固定在竖直墙上，在弹性限度内用手水平向右拉伸弹簧的另一端，下列有关“弹簧形变产生的力”描述正确的是（） A．弹簧对手的拉力 B．手对弹簧的拉力 C．墙对弹簧的拉力 D．以上说法都正确 7．如图所示，一个铁块放在一块薄木板上，下列关关于铁块和木板受力情况的叙述正确的是（） ①木板受到向下的弹力是因为铁块发生了弹性形变；②木板受到向下的弹力是因为木板发生了弹性形变；③铁块受到向上的弹力是因为木板发生了弹性形变；④铁块受到向上的弹力是因为铁块发生了弹性形变． A．①③B．①④C．②③D．②④
受力分析 一、几个概念要弄懂 1、平衡力、相互作用力、平衡状态 平衡力就是指一个物体受到大小相等、方向相反的力,两个力的受力物体就是同一个产生的效果互相抵消,合力为零。 相互作用力就是两个物体之间的相互作用,相互作用力的受力物体就是两个。产生的效果不能互相抵消。 平衡状态:不受力或者所受合力为零。处于平衡状态受力一定就是成对的。一个力的效果必定有另一个力与之相抵消。 2、摩擦力、静摩擦力与动摩擦力 ①、产生条件 物体间相互接触;物体间有相互挤压作用;物体接触面粗糙; 物体间有相对运动趋势或相对运动。 ②、静摩擦力等于其方向上的拉力或重力。 动摩擦力等于拉力、重力或其与差(一定要在平衡状态下分析)。 二、受力分析的方法与步骤 1、明确研究对象 进行受力分析前,要先弄清受力的对象。我们常说的“隔离法”、“整体法”,指的就是受力的对象就是单个物体,还就是由多个物体组成的整体。对于连接体,在进行受力分析时,往往要变换几次研究对象之后才能解决问题。 有时候,选取所求力的受力物体为研究对象,却很难求出这个力,这时可以转移对象,选取这个力的施力物体为研究对象,求出它的反作用力,再根据牛顿第三定律,求出所求力。 2、有序地分析受力 养成按一定的步骤进行受力分析的习惯,这样可以避免漏力或添力。 一般分三步走:先分析重力;然后找出跟研究对象接触的物体,分析接触力,如弹力、摩擦力等;最后分析电场力、磁场力等。 3、确定物体就是否受到力的作用,有三个常用的方法: (1)假设法; (2)根据运动状态判断受力情况; (3)用牛顿第三定律。 4、具体方法 (1)、整体法与隔离法 整体法:在力学中,就就是把几个物体视为一个整体,作为研究对象,受力分析时,只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力(外力),不考虑整体内部之间的相互
弹簧的强度计算 1、弹簧的受力 图示的压缩弹簧，当弹簧受轴向压力F时，在弹簧丝的任何横剖面上将作用着：扭矩 T= FRcosα ，弯矩 M= FRsinα，切向力F Q = Fcosα和法向力 N F = Fsinα （式中R为弹簧的平均半径）。由于弹簧螺旋角α的值不大（对于压缩弹簧为6～90 ）,所以弯矩M和法向力N 可以忽略不计。因此，在弹簧丝中起主要作用的外力将是扭矩T和切向力Q。α的值较小时，cosα≈ 1,可取T = FR 和 Q = F。这种简化对于计算的准确性影响不大。 当拉伸弹簧受轴向拉力F时，弹簧丝横剖面上的受力情况和压缩弹簧相同，只是扭矩T 和切向力Q均为相反的方向。所以上述两种弹簧的计算方法可以一并讲述。 2、弹簧的强度 从受力分析可见，弹簧受到的应力主要为扭矩和横向力引起的剪应力，对于圆形弹簧丝
系数K s可以理解为切向力作用时对扭应力的修正系数，进一步考虑到弹簧丝曲率的影响，可得到扭应力 式中K为曲度系数。它考虑了弹簧丝曲率和切向力对扭应力的影响。一定条件下钢丝直径 3、弹簧的刚度 圆柱弹簧受载后的轴向变形量 式中n为弹簧的有效圈数；G为弹簧的切变模量。 这样弹簧的圈数及刚度分别为 对于拉伸弹簧，n>20时，一般圆整为整圈数，n<20时，可圆整为1/2圈；对于压缩弹簧总圈数n的尾数宜取1/4、1/2或整圈数，常用1/2圈。为了保证弹簧具有稳定的性能，通常弹簧的有效圈数最少为2圈。C值大小对弹簧刚度影响很大。若其它条件相同时，C值愈小的弹簧，刚度愈大，弹簧也就愈硬；反之则愈软。不过，C值愈小的弹簧卷制愈困难，且在工作时会引起较大的切应力。此外，k值还和G、d、n有关，在调整弹簧刚度时，应综合考虑这些因素的影响。
螺栓组受力分析与计算 一．螺栓组联接的设计 设计步骤： 1．螺栓组结构设计 2．螺栓受力分析 3．确定螺栓直径 4．校核螺栓组联接接合面的工作能力 5．校核螺栓所需的预紧力是否合适 确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型，长度，精度以及相应的螺母，垫圈等结构尺寸，可根据底板的厚度，螺栓在立柱上的固定方法及防松装置等全面考虑后定出。 1. 螺栓组联接的结构设计 螺栓组联接结构设计的主要目的，在于合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和联接接合面间受力均匀，便于加工和装配。为此，设计时应综合考虑以下几方面的问题： 1）联接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状，如圆形，环形，矩形，框形，三角形等。这样不但便于加工制造，而且便于对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和联接接合面的形心重合，从而保证接合面受力比较均匀。 2）螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。对于铰制孔用螺栓联接，不要在平行于工作载荷的方向上成排地布置八个以上的螺栓，以免载荷分布过于不均。当螺栓联接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的位置适当靠近联接接合面的边缘，以减小螺栓的受力（下图）。如果同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时，应采用销，套筒，键等抗剪零件来承受横向载荷，以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。 接合面受弯矩或转矩时螺栓的布置
3）螺栓排列应有合理的间距，边距。布置螺栓时，各螺栓轴线间以及螺栓轴线和机体壁间的最小距离，应根据扳手所需活动空间的大小来决定。扳手空间的尺寸（下图）可查阅有关标准。对于压力容器等紧密性要求较高的重要联接，螺栓的间距t0不得大于下表所推荐的数值。 扳手空间尺寸 螺栓间距t0 注：表中d为螺纹公称直径。 4）分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成4，6，8等偶数，以便在圆周上钻孔时的分度和画线。同一螺栓组中螺栓的材料，直径和长度均应相同。 5）避免螺栓承受附加的弯曲载荷。除了要在结构上设法保证载荷不偏心外，还应在工艺上保证被联接件，螺母和螺栓头部的支承面平整，并与螺栓轴线相垂直。对于在铸，锻件等的粗糙表面上应安装螺栓时，应制成凸台或沉头座（下图1）。当支承面为倾斜表面时，应采用斜面垫圈（下图2）等。
受力分析的步骤 （1）明确研究对象，也就是确定我们要分析哪个物体的受力情况． （2）隔离物体分析，也就是将所确定的研究对象从周围物体中隔离出来，进而分析周围有哪些物体对它施加力的作用，方向如何，并将这些力画在受力图上．在画支持力、压力和摩擦力的方向时容易出错，要熟记：弹力方向一定与接触面或接触点的切面垂直，摩擦力方向一定沿着接触面与物体相对运动（或趋势）方向相反． （3）受力分析的顺序：先重力，再主动力（除三种常见的力之外的所有力），最后接触力（弹力，摩擦力）．接触力应按逐个接触面（或点）去找，必要时要用力的概念和产生条件或假设法判断这个接触力是否存在．即接触力的分析要“两看：一看已经受的力所产生的作用效果，二看物体所处的运动状态”。 2．防止“漏力”和“添力” （l）严格按照受力分析的步骤（一重二主三被动，被动力就是接触力）进行分析是防止…漏力”的有效措施；注意寻找施力物体是防止“添力”的有效办法．找不到施力物体的力肯定是不存在的． （2）有弹力才可能有摩擦力，弹力与摩擦力的方向相互垂直． 3．画受力图时，力的作用点可沿作用线移动． 一.受力分析的方法 受力分析首先要明确不同性质的各种力的特点及产生条件。 重力：重力的大小G=mg，与物体的质量成正比；重力的方向竖直向下。重力的大小方向与物体的运动状态无关，不论是否接触；重力与质量是两个完全不同的物理量，同一个物体在地球上不同地方，重力不同，质量不变。 弹力：物体之间相互接触，并相互挤压，就会有弹力。产生条件：接触、形变。分析弹力时，去找哪些物体与研究对象接触，再分析这些与研究对象接触的物体对研究对象是否有弹力。例如，铅球被运动员奋力推出，铅球在空中只受重力，而没有弹力．也没有向前的冲力。 摩擦力：产生条件：相互接触、相互挤压、相对静止又有相对运动趋势或相对运动。方向：沿接触面，与相对运动趋势方向相反。 滑动摩擦力：与压力成正比，与接触面的粗糙程度有关f=μN。μ由接触面的粗糙程度决定，与接触面积大小、相对速度大小无关。 此外，需要注意的是，静摩擦力与压力无必然联系。分析摩擦力时，去找哪些物体与研究对象有接触面，再分析这些与研究对象接触的物体对研究对象是否有摩擦力。 倘若物体之间存在摩擦力时，则物体之间一定相互挤压，一定存在弹力作用，但是彼此相互挤压的物体之间可能不存在相对运动趋势或相对运动，这时物体之间只有弹力作用而没有摩擦力作用。 倘若物体之间存在拉力作用，虽然拉力的大小不变，但由于其方向的变化，均导致物体所受弹力和静摩擦力的变化。 二.受力分析的步骤 选择受力分析的研究对象：在分析物体受力时，常会有几个物体，那么，你是分析哪一个物体？所以要先确定研究对象，并把它从周围物体中隔离出来。 具体分析物体受到的力，分析研究对象的状态及运动过程：考察周围什么物体与研究对象发生力的相互作用．注意：是分析物体受到的力，不是分析物体对外施加的力！养成按顺序作受力分析的习惯即：首先分析重力、其次分析弹力、最后分析摩擦力。可将其概括为：
受力分析与牛顿定律 知识点1 力 （1）力的性质：物质性（力不能脱离物体单独存在）；相互性；矢量性；作用效果（发生形变或改变运动状态）；测量工具 （2）重力和万有引力的联系；重力和纬度，高度的关系；重心和测量方法 （3）弹力产生条件(直接接触，有弹性形变);怎么判断有无弹力（假设法：替换法状态法）; 怎么判断弹力方向（弹簧，轻绳，球，轻杆）;怎么计算弹力大小;绳子拉力的处理 （4）摩擦力产生条件；正确理解动摩擦力和静摩擦力中的“动”与“静”的含义；滑动摩擦力方向的判断；摩擦力的有无、方向判断及大小计算； 说明： ①摩擦力总是起阻碍相对运动的作用，并不是阻碍物体的运动.“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。 ②绝对不能说:静止的物体受到的摩擦力是静摩擦力，运动物体受到的摩擦力是滑动摩擦力。 ③摩擦力和弹力都是接触力，有摩擦力时必定有弹力，有弹力不一定有摩擦力。 滑动摩擦力的大小与接触面的大小、物体运动的速度和加速度无关，只由动摩擦因数和正压力两个因素决定，而动摩擦因数由两接触面材料的性质和粗糙程度有关． 例1：如图所示，物体A靠在竖直墙壁上，在竖直向上的力F作用下，A、B一起匀速向上运动。 则物体A和物体B的受力个数分别为() A．2,3 B．3,4 C．4,4 D．5,4 解析：弹力是摩擦力产生的必要条件，两接触面间存在摩擦力，则接触面间一定有弹力；但两接触面间存在弹力，却不一定存在摩擦力。要有摩擦力还要具备以下两个条件：①两接触面不光滑；②接触的两物体间存在相对运动或相对运动趋势。 例2：如图所示，质量分别为m、2m的物体A、B由轻质弹簧相连后放置在匀速上升的电 梯内，当电梯钢索断裂的瞬间，物体B的受力个数为() A．2 B．3 C．4 D．1 例3：如图所示，甲、乙两弹簧秤长度相同，串联起来系住一个400N重物.两弹 簧秤量程不同：甲量程为500N，乙量程为1000N.这时两弹簧秤读数大小分别 是，两弹簧秤簧伸长长度相比较，更长。
弹簧类问题在高中物理中占有相当重要的地位，且涉及到的物理问题多是一些综合性较强、物理过程又比较复杂的问题，从受力的角度看，弹簧上的弹力是变力；从能量的角度看，弹簧是个储能元件；因此，关于弹簧的问题，能很好的考察学生的分析综合能力，备受高考命题专家的青睐。解决这些问题除了一般要用动量守恒定律和能量守恒定律这些基本规律之外，搞清物体的运动情景，特别是弹簧所具有的一些特点，也是正确解决这类问题的重要法。 在有关弹簧类问题中，要特别注意使用如下特点和规律： 1.弹簧的弹力是一种由形变而决定大小和向的力。当题目中出现弹簧时，要注意弹力的大小与向时刻要与当时的形变相对应。在题目中一般应从弹簧的形变分析入手，先确定弹簧原长位置、现长位置，找出形变量x与物体空间位置变化的几关系，分析形变所对应的弹力大小、向，以此来分析计算物体运动状态的可能变化。 2. 弹簧的弹力不能突变，它的变化要经历一个过程，这是由弹簧形变的改变要逐渐进行决定的。在瞬间形变量可以认为不变，因此，在分析瞬时变化时，可以认为弹力大小不变，即弹簧的弹力不突变。 3、弹簧上的弹力是变力，弹力的大小随弹簧的形变量发生变化，求弹力的冲量和弹力做功时，不能直接用冲量和功的定义式，一般要用动量定理和动能定理计算。弹簧的弹力与形变量成正比例变化，故它引起的物体的加速度、速度、动量、动能等变化不是简单的单调关系，往往有临界值。如果弹簧被作为系统的
一个物体时，弹簧的弹力对系统物体做不做功都不影响系统的机械能。 4、对于只有一端有关联物体，另一端固定的弹簧，其运动过程可结合弹簧振子的运动规律去认识，突出过程的期性、对称性及特殊点的应用。如当弹簧伸长到最长或压缩到最短时，物体的速度最小（为零），弹簧的弹性势能最大，此时，也是关联物的速度向发生改变的时刻。若关联物与接触面间光滑，当弹簧恢复原长时，物体速度最大，弹性势能为零。若关联物与接触面间粗糙，物体速度最大时弹力与摩擦力平衡，此时弹簧并没有恢复原长，弹性势能也不为零。若关联物同时处在电磁场中，要注重过程分析。 5、两端均有关联物的弹簧，弹簧伸长到最长或压缩到最短时，相关联物体的速度一定相同，弹簧具有最大的弹性势能；当弹簧恢复原长时，相关联物体的速度相差最大，弹簧对关联物体的作用力为零。若物体再受阻力时，弹力与阻力相等时，物体速度最大。针对此类问题，要立足运动和受力分析，在解题法上以动量定理、动量守恒定律和动能定理等为首选。 下面我们结合例题来分析一下弹簧类问题的研究法。 1.质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地面上．平衡时，弹簧的压缩量为x。，如图4所示．一物块从钢板正上距离为3x。处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不粘连．它们到达最低点后又向上运动．已知物块质量也为m时，它们恰能回到O点．若物块质量为2m，仍从A
受力分析之绳、弹簧、细线 1.光滑的水平面上有一质量m=1㎏的小球，小球与水平轻弹簧和水平面成?=30θ的角的轻绳的一端相连，如图所示，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零，当剪断绳的瞬间，小球的加速度大小及方向如何？此时轻弹簧的弹力与水平面对球的弹力的比值是多少？（210s m g =） 2.如下图所示，A 、B 两小球分别连在弹簧两端，B 端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上，若不计弹簧质量， （ ） A.都等于2g B.2g 和0 C.()B B m g m m 2A +和0 D.0和()B B m g m m 2A + 3.如下图所示，车厢内光滑的墙壁上，用线拴住一个重球。车静止时，线的拉力为T ，墙对球的支持力为N ，车向右做加速运动时，线的拉力为T ′，墙对球的支持力为N ′。 求（1）T ′____T ，N ′_____N 。 （2）若墙对球的支持力为0，则物体的运动状态可能是_________或_________。
4.如下图所示，小球m 用两根绳子拉着，绳子OA 水平。问： （1）若将绳子OA 剪断瞬间，小球m 的加速度大小、方向如何？ （2）若将绳子OB 剪短瞬间，小球m 的加速度大小、方向如何？ 5.如下图所示，木块A 与B 用轻弹簧相连，竖直放在木块C 上，三者静置于地面，它们的质量之比是1:2:3。设所有接触面都光滑，当沿水平方向迅速抽出木块C 的瞬间，木块A 和B 的加速度分别是。、________==B A a a 6.如下图所示，以水平向右的加速度a 向右加速前进的车厢内，有一光滑的水平桌面，在桌面上用轻弹簧连接质量均为m 的两小球相对车静止。当剪断绳子瞬间，A 、B 两球加速度分别为（取向右方向为正方向）。、________==B A a a A B C
一、口诀：“一定对象，二查力，三看状态，四分析”即： 1、确定研究对象； 2、查看物体受到的力：先重力，后弹力，最后按物体运动状态找摩擦力（静止或匀速直线运动状态合力为零）； 3、看清物体所处的状态； 4、分析各力之间的关系（一般根据受力平衡）。 二、受力分析方法 1、隔离法 （1）明确研究对象（要分析哪个物体的受力）并将其隔离出来（不改变形状、大小及放置方位而将对象单独画出，尤其对有多个物体的情况更是必须）。 （2）分析研究对象所受的各种性质的力（即周围物体对该物体所使的各种性质的力），并按力的示意图将力逐一画出，这就是物体的受力图。（注意：只画对象受的力，而不画它对其它物体使的力） 这里可能还要用到作用力与反作用力之间的关系巧解。 例：分析下图中物体B受力情况（两物体均静止）： 物体A静止，其受到向右的拉力，所以其受到B对它的摩擦力f b，根据作用力与反作用力关系，B也受到A对它的一个反作用力f a，并且方向与 f b相反；B也静止，要在水平方向上平衡这个力只有是地面对它的摩擦力了f(地)，且这个力与f a方向相反。故有下图：
2、整体法 若上题只要求物体B是否受到地面的摩擦，可采用整体法： 由于物体静止，竖直方向上受力平衡，水平方向也受力平衡，向右的拉力只有桌面的摩擦力与之平衡。
1、画出图中A 物体的所受力的示意图，已知A 静止且各接触面光滑。 2、放在斜面上静止的木块，受几个力的作用？请在图中画出木块所受力的示意图并说明各力的施力物体。 3、如图所示：物体A 随水平传送带一起向右做匀速直线运动。（不考虑空气阻力）画出物体所受力的示意图 4.如右上图，一物体m 被传送带从A 点匀速送到B 点，请在图中用示意图表示m 受到的力 *5．如图所示，各图中物体静止重力为G ，请分析砖与墙及砖与砖的各接触面间是否有摩擦力存在？如有大小是多少？
第 3周（第1、2 讲） 课题受力分析与受力图课型新授课 1、会根据约束的类型分析物体的受力情况。 教学目标 2、会熟练地画简单物体的受力图。 教学重点受力分析 教学难点画受力图 教学手段多媒体教学 【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