1-2 力矩、力偶、力的平移

关于力的平移定理力的平移定理: 将力从物体上的一个作用点,移动到另外一点上,额外加上一个力偶矩,其大小等于这个力乘以2点距离,方向为移动后的力与移动前力的反向力形成的力偶的反方向刚体受力是不会发生形变的，而变形体就不一样了。

力的概念形成简史推拉物体时，可以直觉意识到“力”的模糊概念。

被推拉的物体发生运动以及物体滑行时，由于摩擦而逐渐变慢，最后停止下来，都反映了力的作用。

中国古代文献《墨经》就把这个概念总结为“力，形之所由奋也。

”就是说，力是使物体奋起运动的原因。

所以，力是那样自然地反映到人的意识中来的。

但是人们从直觉意识到“力”的概念到获得“力”的严格科学定义，却经历了长期的斗争。

力的概念在牛顿力学中占有最根本的位置。

牛顿在1664年就提出了力的定义是动量的时间变率(动量等于质量乘速度)。

牛顿第一定律(惯性定律)是力的定性的定义，它给出力在什么条件下存在和什么条件下不存在的定性条件。

牛顿第二定律给出了力的定量的定义，即力等于动量的时间变率，如果质量不变，力也等于质量乘加速度。

牛顿第三定律指出，对于每一个力而言，必有一大小相等方向相反的反作用力存在。

它指出所有的力都是成对的，只在两个物体相互作用时才能实现(见牛顿运动定律)。

牛顿的万有引力理论的惊人成就，使超距作用力的概念推广到物理学的其他分支中去。

但是，牛顿并不能从物理上说清超距作用的实质，所以长期受到各方的严厉批评，直到A，爱因斯坦于1905年提出狭义相对论，指出一切物理作用传播的最大速度是光速以后，人们才认识到牛顿有关超距作用力的概念有极大的局限性。

爱因斯坦1915年在他的广义相对论里明确指出，万有引力的传播速度不可能大于光速。

课题 1.2力矩力偶与力的平移
课时 1 班级21机电3/4班课型新课时间2021年10月19日
教学目标知识目标：熟记力矩、力偶的概念
能力目标：应用力矩、力偶，力的平移定理解题德育目标：提高合作探究能力，增强合作意识
教学重点力的平移定理
教学难点力的平移定理
教法直观教学法
学法小组合作探究
教学评价师生互评，小组互评
教具多媒体课件，教具，动画
教学过程及主要教学内容师生活动一、实验：
由此推导力的平移定理：
作用在刚体上A点处的力F，可以平移到刚体内任意点O，但必须同时附加一个力偶，其力偶矩等于原来的力F 对新作用点O的矩。

这就是力的平移定理。

教师：精讲
互问互答
学生：小组合作学生：组间竞赛。

课堂教学实施方案点作逆时针方向转动. 应该注意，力臂是OD，注意：负号必须标注，正号可标也可不标。

一般不标注。

平面汇交力系的合力对其平面内任一点的矩等于所有各分力对本题有两种解法。

按力矩的定义计算由图中几何关系有：=(AB-DB)sinα=(AB- BCctgα)sinαα)sinα-bcosα在日常生活和工程实际中经常见到物体受动两个大小相等、方向相反，但不在同一直线上的两个平行力作用的情况。

（图a）司机转动驾驶汽车时两手作用在方向盘上的力；（图b）工人用丝锥攻螺纹时两手加在扳手上的力；（图c）以及用两个手指拧动水龙头所加的力等等。

▪力偶：在力学中把这样一对等值、反向而不共线的平行力称为力偶。

▪用符号( F ,F′) 表示。

▪两个力作用线之间的垂直距离称为力偶臂。

▪两个力作用线所决定的平面称为力偶的作用面。

偶使物体逆时针方向转动时，力偶矩为正，反之为负。

在国际单位制中，力矩的单位是牛顿•米（N•m）或千牛顿•米力和力偶是静力学中两个基本要素。

力偶与力具有不同的性质：）力偶不能简化为一个力，即力偶不能用一个力等效替代。

因此力偶不能与一个力平衡，力偶只能与力偶平衡。

）无合力，故不能与一个力等效；结论：只要保持力偶矩不变，力偶可在作用面内任意移动或转动，其对刚体的作用效果四力的平移定理力的平移定理：作用于刚体上的力可以平行移动到刚体上的任意一指定点，但必须同时在该力与指定点所决定的平面内附加一力偶，其力偶矩等于原力对指定点之矩。

力的平移定理只适用于刚体力的平移定理表明，可以将一个力分解为一个力和一个力偶；反过来，也可以将同一平面内的一个力和一个力偶合成为一个力。

中等职业学校备课教案《机械基础》（2学期共160学时）第一学期教案（80学时）科目机械基础教师专业机械加工、数控加工班级二O 年期第一学期教学进度计划（80学时）（配套课件已上传百度文库）章节緒论第一节机械的组成第二节机械零件的材料、结构和承载能力备注教学目的知识目标1、了解机器的定义及机器的组成2、了解常用工程材料的用途及对零件对材料的一般要求。

课型新授课技能目标能判别常见机器的类型，对工程材料有简单认识。

学时 3日期情感目标激发学生对专业的热爱，培养对机械基础学科的学习兴趣教学资源多媒体课件、模型机零实物重点机器的定义及组成难点材料类别、零件的强度问题教学方法演示法讲授法教学过程教学引导教师自我介绍：导入新课：你能说出你见过什么样的机器吗？机器是人们根据使用要求而设计的一种执行机械运动的装置。

绪论第一节机械的组成一、机器的组成机器：是人们根据使用要求而设计的一种执行机械运动的装置。

机器用来传递能量、物料与信息，以代替或减轻人的劳动。

机械：是机器与机构的总称。

机器用来传递能量、物料与信息，以代替或减轻人的劳动。

机器的定义：（1）是人工的实物组合；（2）各部分之间有确定的运动关系；（3）能实现功能转换。

机器的组成：动力部分、传动部份、执行部份及控制部分。

组织教学：清点人数，整顿秩序想一想下列产品那些可称为机器？二、机器的结构机器由若干机构组成；机构由若干构件组成，能实现功能转换；构件由若干零件组成；是机器中最小的运动单元。

零件是机器中最小的制造单元。

三、机械的类型机器的类型：种类繁多，应用广泛。

主要分类有：教材分类：动力机械、加工机械、运输机械、信息机械等。

按行业分还有工程、矿山、建筑、化工、食品、农业、医疗机械等等。

第二节机械零件的材料、结构和承载能力一、零件的常用材料及选用1.常用材料主要分类有：钢、铸铁、有色金属、非金属材料。

2.材料的选用原则使用要求、工艺要求和经济性。

1）使用要求零件有工作要求和受载的要求，有零件尺寸、质量的限制，还有重要程度不同。

§2—5 力矩、力偶和力的平移定理人们从实践中知道，力除了能使物体移动外，还能使物体绕某一点转动。

例如开关门窗、用扳手拧螺母、手指拨钟表、手推石墨等都是使物体绕某一点转动。

为了度量力使物体绕某一点转动的效应，力学中引入力对点的矩（简称力距）的概念。

一．力矩现以用扳手拧紧螺母为例，由经验可知，其拧紧程度不仅与力F 的大小有关，而且与螺母中心O 到力F 作用线的垂直距离h 有关。

显然，力F 的值越大，螺母拧得越紧，距离h 增大时，螺母也将拧得越紧。

此外，如果力F 的作用方向与图示的相反时，则扳手将使螺母松开。

因此，我们以乘积F ·h 并冠以正负号作为力F 使物体绕O 点转动效应的度量，称为力F 对O 点之矩，简称力矩，以符号)(F o M 表示，1．力矩定义： Fd M o ±=)(F式中：O 点——力矩中心，简称矩心。

d （力臂）——O 点到力F 作用线的垂直距离。

±规定——力使物体绕矩心作逆时针方向转动时，力矩为正；反之力矩为负。

（逆正顺负）力矩的单位—— N ·m 、 KN ·m力矩性质：（1）力的作用线通过矩心时，即d=0， 0=)(F o M（2）力沿其作用线滑移时，力对点之矩不变。

（因为力的大小、方向、力臂没变）例1 图示杆AB ，长度为L ，自重不计，A 端为固定铰链支座，在杆的中点C 悬挂一重力为G 的物体，B 端支靠于光滑的墙上，其约束反作用力为N ，杆与铅直墙面的夹角为α。

试分别求G 和N 对铰链中心A点的矩。

解 首先计算力臂。

设矩心A 与力N 的作用线之间的垂直距离为h ，则h=Lcos α；设矩心A 与重力G 的作用线之间的垂直距离为d ，则αsin 2L d =； 根据力矩定义，可得：αcos )(NL Nh M A ==Nαs i n )(GL Gd M A 21-=-=G在计算力矩时，有时由于几何关系比较复杂，直接计算力臂比较困难。

材料力学中力偶平移力偶平移是材料力学中一个重要的概念。

力偶平移是指在一个物体上施加的力矩对物体产生的平移效果。

在这篇文章中，我将详细介绍力偶平移的概念、原理和应用。

力偶平移是材料力学中一个基本的力学原理。

它是由两个大小相等、方向相反、作用线相同但不在同一直线上的力组成的。

这两个力之间的距离称为力偶的臂长。

力偶的平移效果可以用力矩来描述，力矩等于力偶的大小乘以臂长。

力偶平移的原理是基于力矩的平衡原理。

根据力矩的定义，一个物体在平衡状态下，力矩的和等于零。

当施加在一个物体上的力矩不等于零时，物体就会发生平移。

力偶的平移效果可以通过力矩的平衡来解释。

力偶平移有广泛的应用。

在工程中，我们经常会用到力偶平移的原理来计算物体的平衡条件。

例如，在建筑结构设计中，我们需要考虑到力偶平移对结构的影响，以确保结构的稳定性和安全性。

此外，在机械设计中，力偶平移也经常用于计算机械零件的平衡条件。

力偶平移还可以用于解决力学问题。

通过分析物体所受力偶的平移效果，我们可以得出物体的平衡条件和受力情况。

例如，在分析悬臂梁的受力情况时，我们可以将悬臂梁上的各个力转化为力偶，然后通过力偶平移来计算悬臂梁的平衡条件和受力情况。

除了力偶平移，材料力学中还有其他一些重要的力学原理和概念，如力的合成和分解、力的平衡、力的分布等。

这些力学原理和概念都是材料力学研究的基础，对于解决工程和科学问题具有重要意义。

力偶平移是材料力学中一个重要的概念。

通过分析施加在物体上的力偶的平移效果，我们可以得出物体的平衡条件和受力情况。

力偶平移的原理和应用广泛，不仅在工程设计中有重要作用，也在解决力学问题时发挥着重要作用。

掌握力偶平移的原理和应用，对于理解和应用材料力学具有重要意义。