力矩、力偶与力的平移分析

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。

【课题编号】4—1.4【课题名称】力偶和力偶矩与力的平移,载荷与应力,零件的失效与工作能力准则。

【教学目标与要求】一、知识目标1.复习力偶、力偶矩与力的平移的基本知识。

2.了解载荷对零件的作用及应力的分类。

3.了解机械零件的主要失效形式及工作能力准则。

二、能力目标1.会求力偶和力偶矩与力的平移产生的附加力偶。

2.会分析载荷作用下零件的应力状态。

3.会分析零件失效的原因及强度计算准则。

三、素质目标1. 能应用力学知识分析零件的应力状态。

2. 能分析失效的原因。

四、教学要求1. 能熟悉力偶及会力偶矩的计算方法，会作力的平移。

2.了解常见的四种应力状态与产生原因，及失效的四种形式与设计准则。

【教学重点】1.静力学知识的复习。

2.应力的四种状态，失效的四种形式。

【难点分析】应力的四种状态分析是难点，应当举例说明，注意对称循环变化应力和脉动循环应力的区别。

力矩与力偶矩的区别是难点。

【分析学生】力的性质是旧知识的复习，应当充分调动学生为主体的积极性，从实例计算达到复习基本公理的目的。

失效的形式应多举例说明。

【教学思路设计】通过习题的计算，总结出力、力矩与力偶矩的区别，达到复习的目的。

应力的分类应选择恰当的实例。

【教学安排】2学时（90分钟）【教学过程】一、力偶和力偶矩力偶—一对等值、反向且不共线的平行力组成的力系，它是二个力的作用，如开汽车双手控制方向盘为力偶；用手扭动圆形门把为力偶，力偶是左右两个力作用产生的；如果用手压单门把，是单力对轴的矩，称为力矩，不是力偶。

两者作用效果一样，但含义不同。

在表达方式上也不一样，力矩表达式为M0﹝F﹞；力偶表达式为M0﹝F，F ¹﹞。

力偶对物体产生转动效应的三要素是力偶矩的大小、转向和作用平面。

力偶与力矩有以下两点区别：1）力偶无合力。

其两力的大小相反且等值，但不在一条线上；而力矩可以分别求各力对点的矩后再求合力矩，也可以先求各力的合力后再求合力对点的矩。

2）力偶可以在平面内任意移动或转动，对物体的转动效应不变，与矩心的位置无关。