《机械基础》公开课教案2002328

1、机械基础公开课教案教学课题：平面力系的简化和平衡教学内容：1、平面任意力系定义； 2、平面力系向一点的简化； 3、平面任意力系的平衡条件； 4、平面任意力系平衡的应用。教学重点： 平面力系向一点简化过程和结果。教学难点： 平面任意力系的平衡条件的应用。教学方式： 讲授法教学地点： 01中专（1）班教学时间： 2002年3月29日上午第三节课 时： 一节教学过程：复习：前面，我们学习了平面汇交力系的合成结果及平衡条件，这种力系是我们在物理课上经常遇到的。但是，生活中我们还会遇到其它力系，比如：教室里的吊灯受力、作业P23页1-16的（e）（f）等。请大家回忆一下它们的受力。我们发现，研究物体的受

2、力并不汇交，也就不能用平面汇交力系的知识去解题，因此，下面我们就来学习这种力系的有关知识。新课：一、平面任意力系：定义各力作用线在同一平面内且任意分布的力系称为平面任意力系。二、平面力系向一点的简化：F2F3（教学模型）F1F4设刚体上作用有平面任意力系F1、F2Fn，在力系作用面内任选一点O称为简化中心。F2F4F1OM4M2F3M3M1根据力的平移定理可知：把所有力平行移动到O点，所有各力都会产生一个附加力偶，于是会得到与原力系等效的两个力系：即汇交于O点的汇交力系：F1、F2Fn，和一组附加力偶矩组成的力偶矩系：M1、M2Mn。所以，平面汇交力系可合成一个合力矢FR：且FR = F1 +

3、 F2 + + Fn = F1 + F2 + + Fn各力偶合成一个合力偶：且M = M1 + M2 + Mn由上两式可得以下结论：（结论）：平面任意力系向作用面内任一点简化，可得到一个主矢FR和一个主矩M。其中主矢表达式为：FRX = FXFRY = FY FR = FRX2 + FRY2 主矩为原力系各力对简化中心之矩的代数和。三、平面力系的平衡条件：（问）：平面汇交力系平衡的条件是什么？力偶系平衡的条件是什么？（答）：分别是合力为零。合力偶为零。 所以我们可以得到平面任意力系平衡的充要条件： 力系的主矢和力系对一点O的主矩分别等于零。（公式表达） FR = 0 M = 0解析式为 FRX

4、 = 0 FRY = 0 M = 0例1 P17页例1-9例2 有一吊灯，如图所示，灯自重W = 40N，整流器重Q = 10N，试计算吊链的拉力各是多少？ 120QW30解：YFB（1） 受力分析，并建立坐标系：FAOXQW（2） 列出平衡方程： FRX = 0 FRY = 0 M（O）= 0即：FA + FBWQ = 0 FB×60FA×60Q×30 = 0解得： FA = 22.5NFB = 27.5N答：（略）小结：本节主要学习了平面任意力系可以合成为两个力系，即 平面汇交力系 平面力偶系分合成 平面汇交力系 主矢合成即:平面任意力系解 平面力偶系 主矩同时，我们还知道平面任意力系的平衡方程，比平面汇交力系要多出力偶矩为零。关于解决实际的应用题，必须按以下几步来：（1）受力分析，并选择合适的坐标系；（2）判断力系的类型：平面汇交力系，列出平衡方程 FRX = 0 FRY = 0平面任意力系，列出平衡方程 FRX = 0 FRY = 0M = 0（3）解方程；（4）作答。作业： P26. 1-31例1例2小结作业§1-4平面力系的简化和平衡 一、平面任意力系：定义二、平面力系向一点的简化：（结论）：平面任意力系向作用面内任一点简化，可得到一个主矢FR和一个主矩M。FRX=FXFRY=FYFR = FRX2+ FRY2M =