土木工程力学10-物体受力分析上

1、学习探究12021-12-29土木工程力学第一章第四节物体受力图的绘制（上）合肥铁路工程学校 机电教研室学习探究22021-12-29物体受力图的绘制（上）温故知新学习探究知识强化课堂延伸提纲挈领学习探究32021-12-29学习探究学习探究42021-12-29第四节第四节 物体受力图的绘制（上）物体受力图的绘制（上）学习探究52021-12-29一、知识回顾一、知识回顾1、柔体约束反力方向沿着绳子背离物体2、光滑接触面约束公法线及反力画法3、圆柱铰链约束四选一4、链杆约束（链杆和二力杆的异同）5、支座11种表达及其反力画法学习探究62021-12-29A AB BC C练习1、画出蓝色杆件

2、ABC整体的约束反力画受力图的基本方法和步骤是怎样的呢？学习探究72021-12-29A AB BC CA AB BA:可动绞支座约束约束反力：为垂直支撑面的力FA 。C:固定端支座约束约束反力为两个正交分力+力偶矩MC 。FAFCxFCyMC整体的受力图C C练习1、画出蓝色杆件ABC整体的约束反力学习探究82021-12-29某学生的作业力没有加标记B点圆柱铰链属于内力，不用画学习探究92021-12-29A AB BC C练习1补充、画出蓝色杆件各部分的受力图A AB BFAFCxFCyMC整体的受力图FAA AB BAB杆的受力图B BC CBC杆的受力图ByFCyFCxFBxFByF

3、MCBxFC C学习探究102021-12-29静力分析的重要任务之一就是静力分析的重要任务之一就是根据根据静力学公理、约束反力等表示物体的受静力学公理、约束反力等表示物体的受力情况，确定未知的约束反力力情况，确定未知的约束反力。 受力分析解决力学问题时，解决力学问题时，首先首先要选定需要进行研究的物要选定需要进行研究的物体，即选择体，即选择研究对象研究对象；然后根据已知条件，约束；然后根据已知条件，约束类型并结合基本概念和公理分析它的受力情况，类型并结合基本概念和公理分析它的受力情况，这个过程称为物体的这个过程称为物体的受力分析受力分析。学习探究112021-12-29 受力图分离体分离体把

4、研究对象解除约束，从周围物体中把研究对象解除约束，从周围物体中分离出来，单独画出其图形轮廓（分离出来，单独画出其图形轮廓（力学简图力学简图）。）。受力图受力图将分离体所受的主动力和约束力分别将分离体所受的主动力和约束力分别用带用带箭头的线段箭头的线段表示在分离体上所得到的图形。表示在分离体上所得到的图形。学习探究122021-12-29 受力图 选研究对象，选研究对象，； 首先首先； 明确研究对象所受周围的约束，明确研究对象所受周围的约束，对号入座，对号入座； 检查是否含有二力杆，如果有检查是否含有二力杆，如果有;必要时用二力平衡公理、三力平衡汇必要时用二力平衡公理、三力平衡汇交定理确定某些约

5、束力的指向。交定理确定某些约束力的指向。学习探究132021-12-29 受力图 作用在物体上的力有：作用在物体上的力有：一类是：一类是：主动力, ,即即荷载。如重力。如重力, ,风力、人对桌风力、人对桌子的推力子的推力-使物体运动或有运动趋势的力，具有独立的大小和方向。二类是：二类是：被动力，即，即约束反力。如绳子的拉力。如绳子的拉力-约束作用于非自由体限制其运动的力，大小取决于主动力，方向和所限制的运动方向相反。学习探究142021-12-29 均布荷载例如结构自重、车辆荷载以及风、雪等自然荷载。例如结构自重、车辆荷载以及风、雪等自然荷载。连续作用在构件表面连续作用在构件表面的较大面积上的

6、荷载，叫做，如雪荷载。荷载连续作用，且大小各处相等，这种分布荷载称为均布荷载。其单位为KN/m（意思是一米长度受到多大的力）。q学习探究152021-12-29（1 1）受力图只画分离体及其受到的全部外力；）受力图只画分离体及其受到的全部外力；（2 2）每画一力都要有依据，不多不漏；）每画一力都要有依据，不多不漏；（3 3）不要画错力的方向或作用线，反力要和约束不要画错力的方向或作用线，反力要和约束性质相符。性质相符。注意：注意：学习探究162021-12-29（4 4）当分析两物体间的相互作用力时，要注当分析两物体间的相互作用力时，要注意检查这些力的箭头是否符合意检查这些力的箭头是否符合作用

7、力与反作用作用力与反作用力力的关系（的关系（等大、反向等大、反向）。）。（5 5）当研究整体受力时，在受力图上）当研究整体受力时，在受力图上只画只画出外出外部物体对整体的作用力（部物体对整体的作用力（外力外力），），不画不画整体内整体内部各构件之间的作用力（部各构件之间的作用力（内力内力）。）。注意：注意：学习探究172021-12-29FCBACBA注：如不特别指明，所有物体均注：如不特别指明，所有物体均不考虑重力不考虑重力。画简支梁AB 的受力图1.选择研究对象画出分离体2.画出主动力3.画出被动力（约束反力）4.三力平衡汇交进行简化处理学习探究182021-12-29三力平衡汇交定理三力

8、平衡汇交定理当两个力的作用线相交于某点时，第三个力的作当两个力的作用线相交于某点时，第三个力的作用线一定也汇交于此。用线一定也汇交于此。这个性质可以在知道两个力的这个性质可以在知道两个力的方向后用来确定第三个力作用线的方位。方向后用来确定第三个力作用线的方位。F1CBAF3F2O学习探究192021-12-29CBACBA注：如不特别指明，所有物体均注：如不特别指明，所有物体均不考虑重力不考虑重力。画简支梁AB 的受力图1.选择研究对象画出分离体2.画出主动力3.画出被动力（约束反力）4.三力平衡汇交进行简化处理O学习探究202021-12-29 简化受力条件一条件二：分离体只受到3个力的作用

9、受力简化的意义受力简化的意义：原本原本简化前简化后学习探究212021-12-29BGACABCGFCFB1.选择研究对象画出分离体2.画出主动力3.画出约束反力学习探究222021-12-29ABCGFCFBBGAC学习探究232021-12-29练习练习3 3：屋架受到均布风荷载q，屋架重为P，画出屋架的受力图解：取屋架为分离体，画简图画出主动力，包括重力P，和风荷载q画出被动力，约束反力FBFAYFAX学习探究242021-12-29如图所示结构，画出AD杆、BC杆的受力图。DCBAFFAyFAxACDFCFFCDCAFFABCFBFC二力杆是解题突破口学习探究252021-12-29如

10、图所示结构，画出AD杆、BC杆及整体的受力图。DCBAPFAyFAxFCPFCPFABCFBFC整体的受力图整体的受力图?或或ACDACDO二力杆是解题突破口三力绞是可以简化的学习探究262021-12-29整体的受力图整体的受力图DCBAP整体受力图上只画外力，不画内力整体受力图上只画外力，不画内力! !FAxFBPDCBADCBAFAy学习探究272021-12-29二力杆链杆作用力与反作用力其他约束其他约束（柔体（柔体光光滑滑圆柱圆柱33种支座）种支座）主动主动力力学习探究282021-12-29如图所示结构，画出AC杆、CD杆及整体的受力图。PADBCqBAC分析分析AC杆受力杆受力F

11、AxFAyFBqFCxFCyDC分析分析CD杆受力杆受力PFDqCyFCxF学习探究292021-12-29如图所示结构，画出AC杆、CD杆及整体的受力图。PADBCq分析整体的受力分析整体的受力PCADBqFBFDFAxFAy学习探究302021-12-29【思考】如果下图中杆的自重不计，那么杆AB的受力是一样的吗？试画出下图中杆AB的受力图进行比较（左图C处是光滑接触面）。 FCFC学习探究312021-12-29画受力图应注意的问题除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触才除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触才有相互机械作用力，要分清研究对象（受力体）有相互机械作用力，要分清研究对象（受

12、力体）都与周围哪些物体（施力体）相接触，都与周围哪些物体（施力体）相接触，接触处接触处必有力，力的方向由约束类型而定必有力，力的方向由约束类型而定。1、不要漏画力、不要漏画力学习探究322021-12-292、不要多画力、不要多画力要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对于受力体所受的每一个力，都应能明确地指出于受力体所受的每一个力，都应能明确地指出它是哪一个施力体施加的。它是哪一个施力体施加的。画受力图应注意的问题学习探究332021-12-29约束反力的方向必须约束反力的方向必须严格按照约束类型来画严格按照约束类型来画，不能单凭直观或根据主动力的方向

13、来简单推不能单凭直观或根据主动力的方向来简单推想。在分析两物体之间的作用力与反作用力想。在分析两物体之间的作用力与反作用力时，要注意，作用力的方向一旦确定，时，要注意，作用力的方向一旦确定，反作反作用力一定要与作用力方向相反用力一定要与作用力方向相反，不要把箭头，不要把箭头方向画错。方向画错。3、不要画错力的方向、不要画错力的方向画受力图应注意的问题学习探究342021-12-29画受力图应注意的问题 即受力图一定要画在分离体上。（用约束反即受力图一定要画在分离体上。（用约束反力代替原先的约束）力代替原先的约束）4、受力图上不能再带约束。、受力图上不能再带约束。学习探究352021-12-29

14、画受力图应注意的问题一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不同，有可能不同。当物体系统拆开来分析时，同，有可能不同。当物体系统拆开来分析时，原系统的部分内力，就成为新研究对象的外力。原系统的部分内力，就成为新研究对象的外力。 5、受力图上只画外力，不画内力。、受力图上只画外力，不画内力。学习探究362021-12-29画受力图应注意的问题对于某一处的约束反力的方向一旦设定，在整体、对于某一处的约束反力的方向一旦设定，在整体、局部或单个物体的受力图上要与之保持一致。局部或单个物体的受力图上要与之保持一致。 6 、同一系统各研究对象的受力图必须整体与局部、同

15、一系统各研究对象的受力图必须整体与局部一致，相互协调，不能相互矛盾。一致，相互协调，不能相互矛盾。7 、正确判断二力构件并优先分析。、正确判断二力构件并优先分析。学习探究372021-12-29课件复习静力学公理复习静力学公理课后作业23 1巩固约束及反力画法巩固约束及反力画法受力分析练习受力分析练习学习探究382021-12-291、习题集第6页第6题； 2、习题集第7页第7题（a）、 （e）、 （f）要求用铅笔画图！课外作业学习探究392021-12-29习题集第习题集第6页第页第6题题作业题CFP1ABDFP2FPCABDCABE（b）（a）（c）FP学习探究402021-12-29习题

16、集第习题集第7页第页第7题题作业题D绳绳ABCE绳绳AGB（a）圆管C、杆AB（f）物块、滑轮、杆（e）杆AB、CDBCDAFP学习探究412021-12-29习题集第习题集第6页第页第6题题作业解答CFP1ABDFP2（a）1.选择研究对象画出分离体2.画出主动力3.画出约束反力AB所示结构各部分的受力图FP1FAxFAyFB梁AB部分的受力图A：固定绞支座B：可动绞支座学习探究422021-12-29习题集第习题集第6页第页第6题题作业解答CFP1ABDFP2（a）1.选择研究对象画出分离体2.画出主动力3.画出约束反力CBD所示梁各部分的受力图梁BD部分的受力图FP2FBFDC位于内部不

17、考虑受力B：可动绞支座D：可动绞支座学习探究432021-12-29习题集第习题集第6页第页第6题题作业解答CFP1ABDFP2（a）1.选择研究对象画出分离体2.画出主动力3.画出约束反力CABD所示梁各部分的受力图梁整体的受力图FP1FP2FAxFAyFBFD学习探究442021-12-29习题集第习题集第6页第页第6题题作业解答CFP1ABDFP2（a）CABD梁整体的受力图FP1FP2FAxFAyFBFDABFP1FAxFAyFB梁AB部分的受力图CBD梁BD部分的受力图FP2FBFD学习探究452021-12-29习题集第习题集第6页第页第6题题作业解答1.选择研究对象画出分离体2.

18、画出主动力3.画出约束反力所示结构各部分的受力图拱BC部分的受力图BCBC是二力杆要先画FBFC学习探究462021-12-29习题集第习题集第6页第页第6题题作业解答1.选择研究对象画出分离体2.画出主动力3.画出约束反力所示结构各部分的受力图拱AC部分的受力图FPACFAxFAyFC学习探究472021-12-29习题集第习题集第6页第页第6题题作业解答1.选择研究对象画出分离体2.画出主动力3.画出约束反力所示结构各部分的受力图拱AC部分的受力图FPACFC可以用三力平衡汇交定理确定A点方向OFA学习探究482021-12-29习题集第习题集第6页第页第6题题作业解答拱BC部分的受力图F

19、BFCFPACFAxFAyFC拱AC部分的受力图FPCABFAxFAyFB拱整体的受力图学习探究492021-12-29习题集第习题集第6页第页第6题题作业解答1.选择研究对象画出分离体2.画出主动力3.画出约束反力所示结构各部分的受力图钢架CDE部分的受力图CDEFPFPFEE：可动绞支座C：光滑圆柱铰链三力平衡汇交确定C点方向FC学习探究502021-12-29习题集第习题集第6页第页第6题题作业解答1.选择研究对象画出分离体2.画出主动力3.画出约束反力钢架ACB部分FPB：可动绞支座C：利用反作用力确定方向A：三力平衡汇交确定方向CABFBFCFA学习探究512021-12-29习题集

20、第习题集第6页第页第6题题作业解答钢架整体的受力图FPCABDEFPFEFBFAFAxFAyA学习探究522021-12-29习题集第习题集第7页第页第7题题作业解答D绳绳APBCE绳绳AGB（a）（f）（e）学习探究532021-12-29习题集第习题集第7页第页第7题题作业解答D绳绳ABCE圆管C、杆ABDCE1.选择研究对象画出分离体圆管C的受力图2.画出主动力G3.画出约束反力D：光滑接触面约束，指向圆心E：光滑接触面约束，指向圆心FNDFNE学习探究542021-12-29习题集第习题集第7页第页第7题题作业解答D绳绳ABCE圆管C、杆ABABD1.选择研究对象画出分离体杆AB的受力

21、图2.画出主动力(略)3.画出约束反力B：柔体约束，沿绳离开杆D：光滑接触面约束，垂直指向杆FTBFNDA：固定绞支座，四选一FAxFAy学习探究552021-12-29习题集第习题集第7页第页第7题题作业解答D绳绳ABCE圆管C、杆ABABD1.选择研究对象画出分离体杆AB的受力图2.画出主动力(略)3.画出约束反力FTBFNDA：还可以用三力汇交定理确定方向FA学习探究562021-12-29习题集第习题集第7页第页第7题题作业解答D绳绳ABCE杆AB的受力图ABDFTBFNDFAxFAyABDFTBFNDFADCE圆管C的受力图GFNDFNE学习探究572021-12-29习题集第习题集第7页第页第7题题作业解答（e）杆AB、CD1.选择研究对象画出分离体杆CD的受力图CD二力杆优先画！FCFDCD杆，链杆约束BCDAFP学习探究