土木工程力学06-约束与约束反力练习一

1、学习探究12022-3-2土木工程力学第一章第三节约束与约束反力练习一合肥铁路工程学校 机电教研室学习探究22022-3-2约束与约束反力练习一温故知新学习探究知识强化课堂延伸提纲挈领学习探究32022-3-2学习探究学习探究42022-3-2第三节第三节 约束与约束反力（练习一）约束与约束反力（练习一）学习探究52022-3-2一、知识回顾一、知识回顾1、什么是约束？限制物体运动的周围物体。2、约束反力的一般特点？作用在约束与物体接触处，其方向与约束所能限制的运动方向相反。学习探究学习探究62022-3-2一、知识回顾一、知识回顾3、柔体约束的约束反力特点？只能是拉力FT，沿柔索背离被约束物

2、体4、光滑接触面约束的反力特点？只能是压力FN，沿公法线指向被约束物体学习探究学习探究72022-3-2图1-4 FGAB作业：习题集第一章作业：习题集第一章 一填空题（全部）、五作图题第一填空题（全部）、五作图题第1题题绳ACBGD学习探究82022-3-2图1-4 （a）作业讲评作业讲评FGABFNAFNBFGAB学习探究92022-3-2作业讲评作业讲评FGABFNAFNB1、方向错误，应该指向圆球2、表示力的字母不对。学习探究102022-3-2图1-4 （b）作业讲评作业讲评绳ACBGD绳ACBGDFNAFNBFTD学习探究112022-3-2作业讲评作业讲评绳ACBGDFNAFNB

3、FTD1、力的数量不对，多画了一个2、方向错误，应该垂直于直杆。学习探究122022-3-2学习探究132022-3-2什么是约束？什么是约束？约束：由周围物体构成的、阻碍非自由体移动的限制条件。约束：由周围物体构成的、阻碍非自由体移动的限制条件。学习探究142022-3-2工程上力的分类工程上力的分类力力主动力主动力约束力约束力能主动引起物体运动或能主动引起物体运动或 使物体有运动趋势的力使物体有运动趋势的力 （重力、推力、风力）（重力、推力、风力）阻碍限制物体运动或产阻碍限制物体运动或产 生运动趋势的力生运动趋势的力 （轨道对车轮的力）（轨道对车轮的力） （地板对讲台的力）（地板对讲台的力

4、）荷载荷载学习探究152022-3-2约束反力约束反力：就是约束力，简称反力：就是约束力，简称反力讨论一下水杯受到的约束力是什么方向？讨论一下水杯受到的约束力是什么方向？学习探究162022-3-2大小大小方向方向作用点作用点待定通过计通过计算获得算获得与该约与该约束所能束所能阻碍的阻碍的位移方位移方向相反向相反接触接触 部位部位约束反力的特点约束反力的特点学习探究172022-3-2学习探究182022-3-2柔索只能承受拉力，约束力为拉力，作用线柔索只能承受拉力，约束力为拉力，作用线沿柔索背离物体。沿柔索背离物体。由柔软而不计自重的绳索、链条或胶带等构成由柔软而不计自重的绳索、链条或胶带等

5、构成的约束叫做柔体约束。的约束叫做柔体约束。学习探究192022-3-2大小大小作用点作用点未知通过计通过计算获得算获得沿着柔沿着柔索中心索中心线，背线，背离物体离物体柔索与柔索与物体的物体的接触点接触点柔体约束反力的特点柔体约束反力的特点拉力拉力FT学习探究202022-3-2方向、作用点：方向、作用点：柔索的约束反力柔索的约束反力F FT T通过接触点，沿柔索通过接触点，沿柔索而而背离背离物体。物体。约束反力约束反力TWA柔体约束柔体约束TFAGG非自由体非自由体学习探究212022-3-26030G=100N例题：例题：如下图所示，一小球放置在倾角为如下图所示，一小球放置在倾角为3030

6、 的斜面上，的斜面上，为了防止小球滑落用一根与水平面成为了防止小球滑落用一根与水平面成6060 角的绳将其固角的绳将其固定，试画出小球受到的来自绳子的约束反力。定，试画出小球受到的来自绳子的约束反力。FT分离体060学习探究222022-3-2绳CDE练习：画出蓝色物体的受力图（5分）G 学习探究232022-3-2绳CDE画出蓝色物体的受力图G 分离体G FTD FTE 学习探究242022-3-2学习探究252022-3-2两物体在接触处的摩擦力可以忽略不计时构成两物体在接触处的摩擦力可以忽略不计时构成的约束叫做光滑接触面约束。的约束叫做光滑接触面约束。学习探究262022-3-2约束力沿

7、接触面公法线方向并指向物体。约束力沿接触面公法线方向并指向物体。FN公法线公法线切线切线学习探究272022-3-2大小大小作用点作用点未知沿接触沿接触面的公面的公法线方法线方向，指向，指向物体向物体两个物两个物体接触体接触的那点的那点光滑接触面约束反力的特点光滑接触面约束反力的特点压力压力FN(N)学习探究282022-3-2光滑接触面约束的六种情况 球体与球体（圆与圆）公法线是圆心的连线ABB的约束反力：沿着圆心连线，在接触点处，指向B物体（自已）。FNB学习探究292022-3-2光滑接触面约束的六种情况 圆面与球体（圆与圆弧）公法线是过圆心的竖直线球的约束反力：沿着公法线，在接触点处，

8、指向球体。学习探究302022-3-2光滑接触面约束的六种情况 平面与球体（直线与圆）公法线：过圆心做平面的垂线球的约束反力：沿着公法线，在接触点处，指向球体。学习探究312022-3-26030G=100N例题：例题：如下图所示，一小球放置在倾角为如下图所示，一小球放置在倾角为3030 的斜面上，的斜面上，为了防止小球滑落用一根与水平面成为了防止小球滑落用一根与水平面成6060 角的绳将其固角的绳将其固定，试画出小球受到的来自斜面的约束反力。定，试画出小球受到的来自斜面的约束反力。分离体FN过接触点沿公法线指向球体30学习探究322022-3-2光滑接触面约束的六种情况球和尖角A公法线:圆心

9、与接触点的连线球的约束反力：沿着公法线，在接触点处，指向球体。FN学习探究332022-3-2光滑接触面约束的六种情况直杆和直角（尖角处）A公法线:过接触点垂直与杆直杆的约束反力：沿着公法线，在接触点处，指向直杆。FN学习探究342022-3-2光滑接触面约束的六种情况直杆尖角和平面A公法线:过接触点垂直平面直杆的约束反力：沿着公法线，在接触点处，指向直杆。FNB学习探究352022-3-21、所有和圆相关的光滑接触公法线怎么画公法线画法总结公法线画法总结圆和任意物体相接触，圆和任意物体相接触，接触点和圆心的连线，接触点和圆心的连线，即为公法线即为公法线学习探究362022-3-212345注

10、意：这个点注意：这个点不是此类型不是此类型学习探究372022-3-22、所有和杆（或者平面）相关的光滑接触公法线怎么画公法线画法总结公法线画法总结平面（直线）和任意平面（直线）和任意物体相接触，物体相接触，过接触过接触点作平面的垂线，点作平面的垂线，即即为公法线为公法线学习探究382022-3-2图1图2图3图4学习探究392022-3-2BAO练习：画出蓝色物体的受力图（5分）G G FNA FNB A F F 学习探究402022-3-21 1、判断黄色圆球在、判断黄色圆球在A A点、点、B B点处受到的约束反力的方向点处受到的约束反力的方向。练习练习ABFNAFNBA点公法线:圆心与接

11、触点A的连线球的约束反力：沿着公法线，在接触点处，指向球体。B点公法线:过圆心做平面的垂线学习探究412022-3-22 2、判断黄球在、判断黄球在A A点、点、B B点处受到的约束反力的方向点处受到的约束反力的方向。练习练习ABCA点公法线:过圆心做平面AC的垂线球的约束反力：沿着公法线，在接触点处，指向球体。B点公法线:过圆心做木板BC的垂线木板FNAFNB学习探究422022-3-2练习练习ABCC点公法线:过接触点做平面AC的垂线球的约束反力：沿着公法线，在接触点处，指向蓝杆。B点公法线:过圆心做木板BC的垂线FNCFNB3 3、判断蓝杆在、判断蓝杆在B B点、点、C C点处受到的约束

12、反力的方向点处受到的约束反力的方向。木板学习探究432022-3-2练习练习ABC木板FNCFNB3 3、判断蓝杆在、判断蓝杆在B B点、点、C C点处受到的约束反力的方向点处受到的约束反力的方向。BCFNC分离体学习探究442022-3-2练习练习ABC木板FNCFNB3 3、判断蓝杆在、判断蓝杆在B B点、点、C C点处受到的约束反力的方向点处受到的约束反力的方向。BCFNC分离体FNB利用分离体画受力图更加简洁学习探究452022-3-2FNEFNDOPF FNFACBDEGFFo练习练习4 4、判断黄球在、判断黄球在DD点、点、E E点和点和F F点处受到的反力的方向点处受到的反力的方向。学习探究462022-