相互作用力
知识点
1：重力、弹力、摩擦力
力 产生条件 方向特征 大小
重力
物体处在地球附近 总是竖直向下 G=mg
弹力
（支持力
拉力） 物体与其他物体接触
接触处因挤、压、拉等作用而产生弹性形变 总与接触面垂直
总与形变方向相反 1.弹簧弹力：F=kx
2.由力的平衡条件求得
摩擦力
（动摩擦力
静摩擦力） 1.物体与其他物体接触
2.接触面粗糙
3.接触处因挤、压、拉等作用而产生弹性形变
（有弹力才有摩擦力）
4.相对于接触的物体有沿切线方向的相对运动或相对运动趋势 1.总与接触面平行
2.总与相对运动或相对运动趋势方向相反 1.动摩擦力：f=μ*FN
2.静摩擦力：由受力物体所处的运动状态根据平衡条件或牛顿第二定律计算
1.1弹力有无的判断：
“假设法”即假设接触物体撤去，判断研究对象是否能维持现状。
根据“物体的运动状态”分析弹力
先假设有弹力，分析是否符合物体的运动状态。
练习题：
1. 根据下图，对小球进行受力分析，判断接触面对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。
2. 判断接触面MO、ON对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。
1.2 弹力方向的判断
平面与平面、点、曲面接触时，弹力方向垂直于平面，指向被压或被支持的物体；曲面与点、曲面接触时，弹力方向垂直于过接触点的曲面的切面；绳子的弹力方向为：与绳子的方向保持一致；硬杆的弹力方向比较复杂，可以有任意方向，故其大小和方向均由受力物体所处的运动状态所决定。
练习题：
小车上固定着一根弯成α角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的球，试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向：（1）小车静止；（2）小车以加速度a水平向右运动；（3）小车以加速度a水平向左运动。
1.3摩擦力大小、方向的判断
练习题：
1.对下列几种情况的物体A进行受力分析，判断A与接触面之间有无摩擦力。
a：物体A静止； b：物体A沿竖直面下滑，接触面粗糙
一、前言
门窗是建筑外围护结构的开口部位,是抵御风雨尘虫,实现建筑热、声、光环境等物理性能的极其重要的功能性部件,并且具有建筑外立面和室内环境两重装饰效果,直接关系到建筑的使用安全、舒适节能和人民生活水平的提高。
窗户是轻质、薄壁结构的可动易损部件,是建筑围护结构中最薄弱的环节。其中,合页作为平开门窗的主要承重部件,在建筑门窗中起着非常重要的作用,直接影响门窗的安全性能和使用寿命。
建筑门窗的安全问题,关键在于门窗的扇与框连接的合页是否有足够的承载能力,这其中合页本身的
级别判定是一个非常关键的因素。
合页作为平开门窗的主要承重部件,在我国大部分地区有广泛的应用。不仅是建筑门窗中使用合页,而且玻璃门等公共建筑也在广泛使用(当然其结构形式是不同的)。
对合页的受力进行分析,首先要对合页受力建立力学分析模型。
二、合页的力学分析
国内外很多五金企业在计算合页受力时,往往只考虑门窗扇自重的影响,而实际上门窗扇合页的受力还有一个关键的因素,就是风压的影响。下面根据合页受力的具体情况,分为重力方向和风压方向两个方面来考虑。
1.两个合页的情况 。
(1)重力方向
假设:上下合页安装位置中心离扇边缘的距离为x米,两个合页是一样的合页,如图1。
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在门窗设计安装中,有关合页(铰链)的承重级别的判定是至关重要的。合页是关键的邳重部件,在选择合页时目前大部分是靠经验来判定合页的可用性。合页的受力分析,对其性能的发挥具有积极的现卖意义和实用价值。本文从力学角度着手,探讨了合页的受力分析。
关键词:合页;力学分析;自重;悬端吊重;风压
在门窗设计安装中,有关合页(铰链)的承重级别的判定是至关重要的。合页是关键的邳重部件,在选择合页时目前大部分是靠经验来判定合页的可用性。合页的受力分析,对其性能的发挥具有积极的现卖意义和实用价值。本文从力学角度着手,探讨了合页的受力分析。
任务一 画构件的受力图
分析：受力分析在初中简单的接触，但未作矢量处理，学生接受起来存在一定的困难。因此，可从生活中一些带方向的现象进行矢量分析，从而让学生接受矢量概念、及计算方法。例：思考生活中速度：既存在大小又存在方向、两人同时向前、向右拉一个小车对比向后向右拉同一辆小车。以此让学生接受力是存在方向的，思考我们应该如何表达。（2课时）
任务目标：1、理解力的基本概念和三要素及其基本性质
2、通过现象分析，能独立进行受力分析和计算
3、了解约束的概念，对生活中常见的约束现象能进行受力分析并画出受力图
生活中力可以说无处不在，比如开车时，发动机要给车一个牵引力，骑自行车时，地面给予自行车的摩擦力等。在初中我们也接触过力，那么力应该如何下定义呢？
一、力的定义及三要素
力：物体与物体之间的相互作用。
问：对受力分析时我们应该把握哪些要素呢？
收集学生回答的关键词：大小、方向、位置，并要求学生多举一些案例，加深对力的三要素的理解。并思考这些受力现象，引起物体哪方面的变化？最终予以总结：
力的作用效果：1）力可以使运动状态发生改变2）力可以使物体发生形变
二、力的基本性质
好，让我们来进行一些简单的受力分析，比如，我们站到地面上我们受到几个力？地面受到什么样的力？
教师绘制受力图，并按平衡力、作用力和反作用力分类，让学生观察这两组力的相同点和不同点。（目的：让学生理解二力平衡和作用力及反作用力）提取学生所说有关语言，并让学生对悬挂的吊灯、桌面的物体、拔河、两个人向外拉一根杆、两人同时向内压缩一个杆。让学生对力进行分组，并予以指导。得出二力平衡公理，及作用力和反作用力定理。
1）二力平衡：作用在刚体上的两个力，使刚体处于平衡状态
2）作用力和反作用力：大小相等、方向相反、作用在同一物体
两者区别：二力平衡两力都是作用在同一物体，作用力和反作用力是作用在两个物体上
思考：当一辆汽车受平衡力物体处于什么状态？
163 第7章 轴心受力构件的结构及设计
7.1 构件的类型和截面型式
轴心受力构件是工程机械金属结构基本构件之一，应用极为广泛。为更好的选择构件结构型式和截面型式，应该了解轴心受压构件的分类和常用的截面形式。
轴心受力构件按其受力性质不同，可分为轴心受拉构件(或称拉杆)和轴心受压构件(或称压杆)；按其沿杆件的全长截面变化情况，可分为等截面构件和变截面构件；按截面组成是否连续情况，可分为实腹式受力构件和格构式受力构件。
轴心受力构件一般由轧制型钢制成，常采用角钢、工字钢、T字型钢、圆钢管、方形钢管等(图7-1a)。对受力较大的轴心受压构件，可用轧制型钢或钢板焊接成工字型、圆管型、箱形等组合截面 (图7-1b)。
(a)
(b)
图7-1 实腹式轴心受力构件的截面型式
l1
图7-2 格构式轴心受力构件的截面型式 图7-3 双角钢或双槽钢组合截面型式
起重机械钢结构中，存在大量压力不大，而所需长度较大的轴心受压构件，即构件所需要的截面积较小，长度较大。为使构件取得较大的稳定承载力，应尽可能使截面分开，采用格构式结构。格构式构件的截面组成部分是分离的，常以角钢、槽钢、工字型钢作为肢件，肢件间由缀材相连(图7-2)。通常把穿过肢件腹板的截面主轴称为实轴，穿过缀材的截面主轴称为虚轴。根据肢件数目，又可分为双肢式(图7-2a，b)、四肢式(图 164 7-2c)和三肢式(图7-2d)。其中双肢式外观平整，易连接，多用于大型桁架的拉、压杆或受压柱；四肢式由于在两个主轴方向能达到等强度、等刚度和等稳定性，广泛用于履带起重机的塔身、轮胎起重机的臂架等，以减轻重量。根据缀材形式不同，分为缀条式和缀板式。缀条采用角钢或钢管，在大型构件上用槽钢；缀板采用钢板。
对于小型桁架的拉、压构件，有时采用由垫板连接的双角钢或双槽钢组合截面型式(图7-3)。这种构件的角钢或槽钢之间用钢垫板将型钢连接成一个整体，相当于间距很小的缀板式双肢构件，因此视为缀板式格构式构件，为了使构件较好地整体工作，垫板的距离1l不宜过大。
