第二章力和力矩

1、技术物理第二章技术物理第二章2016.092016.09第二章第二章 力和力矩力和力矩2022年6月26日星期日15时46分6秒1技术物理第二章技术物理第二章第二章第二章 力和力矩力和力矩2.1 2.1 力力 重力重力2.2 2.2 弹力弹力 摩擦力摩擦力2.3 2.3 共点力的合成共点力的合成2.4 2.4 力的分解力的分解2.5 2.5 力矩力矩2022年6月26日星期日15时46分6秒2技术物理第二章技术物理第二章2.1 2.1 力力 重力重力任务目标任务目标知道力的概念、力的图示以及力的知道力的概念、力的图示以及力的种类种类掌握物体的重心及重心在工程技术掌握物体的重心及重心在工程技术上

2、的意义上的意义掌握物体的重心与其稳定性及其在掌握物体的重心与其稳定性及其在工程技术上的应用工程技术上的应用2022年6月26日星期日15时46分6秒3技术物理第二章技术物理第二章能力目标：能力目标：1 1、能分清受力物体和实力物体、能分清受力物体和实力物体2 2、能正确地画出力的图示与力的示意图、能正确地画出力的图示与力的示意图3 3、能确定物体的重心，并能计算重力的大小、能确定物体的重心，并能计算重力的大小学习方法：学习方法：1 1、结合生活中的例子分析题目、结合生活中的例子分析题目2 2、理论与实际相结合，立足于工程技术、理论与实际相结合，立足于工程技术2022年6月26日星期日15时46

3、分7秒4技术物理第二章技术物理第二章一、力一、力 1.1.力的概念力的概念 力是物体之间的相互作用。力的基力的基本结论？本结论？2022年6月26日星期日15时46分7秒5技术物理第二章技术物理第二章潮汐地球和月球的相互作用2022年6月26日星期日15时46分7秒6技术物理第二章技术物理第二章2 2、力作用的效果、力作用的效果使物体发生哪些变化？使物体发生哪些变化？2022年6月26日星期日15时46分7秒7技术物理第二章技术物理第二章物体运动状态的变化指的什么？2022年6月26日星期日15时46分7秒8技术物理第二章技术物理第二章3 3、力的三要素、力的三要素内容内容力的图示力的图示力的

4、种类？力的种类？是什么？是什么？如何表如何表示？示？有哪些有哪些力？力？2022年6月26日星期日15时46分8秒9技术物理第二章技术物理第二章按力的性质分按力的性质分重力、弹力和摩擦力重力、弹力和摩擦力按力的作用效果分按力的作用效果分拉力、压力、支持力、动力、阻力等拉力、压力、支持力、动力、阻力等2022年6月26日星期日15时46分8秒10技术物理第二章技术物理第二章二、重力二、重力1 1、重力、重力如何产生的？如何产生的？方向？方向？大小？大小？测量工具？测量工具？质量与质量与重量的重量的关系？关系？2022年6月26日星期日15时46分9秒11技术物理第二章技术物理第二章2. 2.重心

5、重心 地球对物体的重力地球对物体的重力作用在物体的各个作用在物体的各个部分。从效果上看，部分。从效果上看，我们通常认为整个我们通常认为整个物体受到的重力作物体受到的重力作用在一个点上，这用在一个点上，这个点叫做物体的重个点叫做物体的重心。心。2022年6月26日星期日15时46分9秒12技术物理第二章技术物理第二章物体重心的物体重心的确定？确定？规则物体规则物体不规则的物体不规则的物体重心在工程技术上的重心在工程技术上的意义？意义？2022年6月26日星期日15时46分9秒13技术物理第二章技术物理第二章工程技术上物体的重心与稳定性的关系工程技术上物体的重心与稳定性的关系？作业作业分析分析P2

6、92P292、3 32022年6月26日星期日15时46分10秒14技术物理第二章技术物理第二章你能完成的是你能完成的是P29P29第第2 2题、第题、第4 4题、题、2022年6月26日星期日15时46分10秒机电与汽车工程教学部15技术物理第二章技术物理第二章2.2 2.2 弹力弹力 摩擦力摩擦力任务目标任务目标1 1、知道弹力、知道弹力 产生的原因产生的原因2 2、掌握弹簧称的制成原理、掌握弹簧称的制成原理 3 3、知道摩擦力的利与弊以及他在工程上、知道摩擦力的利与弊以及他在工程上的应用的应用2022年6月26日星期日15时46分11秒16技术物理第二章技术物理第二章任务进行时任务进行时

7、一、弹力一、弹力1 1、形变、形变在力的作用下，物体的形状或在力的作用下，物体的形状或体积的改变叫做形变。体积的改变叫做形变。2022年6月26日星期日15时46分11秒17技术物理第二章技术物理第二章2 2、弹力、弹力发生形变的物体，由于要恢复原状，对发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体要产生力的作用，这种跟它接触的物体要产生力的作用，这种力称为弹力。力称为弹力。例题 一本书放在桌面上，试分析产生于书和桌面之间的弹力。2022年6月26日星期日15时46分12秒18技术物理第二章技术物理第二章例题 电线下方悬挂电灯，分析产生于电线和电灯之间的弹力绳的拉力指绳对所拉物体的弹力，方向

8、沿着绳子背离所拉物体。2022年6月26日星期日15时46分12秒19技术物理第二章技术物理第二章弹簧秤的制成原理弹簧秤的制成原理胡胡克克定定律律2022年6月26日星期日15时46分13秒20技术物理第二章技术物理第二章二、摩擦力二、摩擦力当当一个物体在另一个一个物体在另一个物体表面滑动时，要物体表面滑动时，要受另一个物体的阻碍，受另一个物体的阻碍，这种阻碍两个物体间这种阻碍两个物体间相对滑动的力叫做滑相对滑动的力叫做滑动摩擦力。动摩擦力。1.滑动摩擦力 2022年6月26日星期日15时46分13秒21技术物理第二章技术物理第二章滑动摩擦力的方向滑动摩擦力的方向 滑动摩擦力的滑动摩擦力的大小

9、？大小？ f = N2022年6月26日星期日15时46分13秒22技术物理第二章技术物理第二章 例题例题 ：钢筋拉力器底座钢筋拉力器底座是用铸铁制成的，铸是用铸铁制成的，铸铁与地面间的动摩擦因数为铁与地面间的动摩擦因数为0.300.30。要缓慢地移。要缓慢地移动一质量为动一质量为2.02.010103 3kgkg的拉力器，的拉力器，需在水平方向需在水平方向对拉力器施加对拉力器施加多大拉力？为了省力，应采取什多大拉力？为了省力，应采取什么办法？么办法？工程技术上的应用工程技术上的应用2022年6月26日星期日15时46分13秒23技术物理第二章技术物理第二章为了省力，可在车床底为了省力，可在车

10、床底座下搁置一些圆木或钢座下搁置一些圆木或钢管，使车床在圆木或钢管，使车床在圆木或钢管上滚动前进。管上滚动前进。2022年6月26日星期日15时46分14秒24技术物理第二章技术物理第二章看图说看图说话？话？2022年6月26日星期日15时46分16秒25技术物理第二章技术物理第二章2.静摩擦力 静摩擦实验静摩擦实验静摩擦力静摩擦力当一个物体相对于另一个物体有滑动趋势，而当一个物体相对于另一个物体有滑动趋势，而没有相对滑动时，这个物体将受到另一个物体没有相对滑动时，这个物体将受到另一个物体的阻碍作用，这时产生的摩擦叫做静摩擦。的阻碍作用，这时产生的摩擦叫做静摩擦。2022年6月26日星期日15

11、时46分16秒26技术物理第二章技术物理第二章静摩擦力的方向静摩擦力的方向 总跟接触面相切，并且跟物体相对总跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势的方向相反。运动趋势的方向相反。最大静摩擦力最大静摩擦力物体即将开始运动时，静摩擦力达物体即将开始运动时，静摩擦力达到最大值到最大值f fmaxmax 。静摩擦力大小。静摩擦力大小 0 0f ff fmaxmax2022年6月26日星期日15时46分16秒27技术物理第二章技术物理第二章静摩擦应用静摩擦应用 2022年6月26日星期日15时46分16秒28技术物理第二章技术物理第二章2022年6月26日星期日15时46分16秒29技术物理第二章技术物理

12、第二章汽车转弯所需的向心力？汽车转弯所需的向心力？2022年6月26日星期日15时46分16秒30技术物理第二章技术物理第二章2022年6月26日星期日15时46分17秒31技术物理第二章技术物理第二章摩擦的利与弊？摩擦的利与弊？没有摩没有摩擦的世擦的世界？界？作业分析作业分析P33P33 2022年6月26日星期日15时46分17秒32技术物理第二章技术物理第二章你能完成的是你能完成的是P33P33第第3 3题、第题、第4 4题题2022年6月26日星期日15时46分17秒机电与汽车工程教学部33技术物理第二章技术物理第二章三、三、力的力的合成合成与与分解分解一、力的合成一、力的合成二、力的

13、分解二、力的分解2022年6月26日星期日15时46分17秒34技术物理第二章技术物理第二章任务目标：任务目标：1 1、从力的等效性理解合力与分力、从力的等效性理解合力与分力2 2、能正确运用里的平行四边形法则解题、能正确运用里的平行四边形法则解题3 3、会求几个共点力的合力、会求几个共点力的合力任务进行任务进行时时2022年6月26日星期日15时46分17秒35技术物理第二章技术物理第二章一、力的合成一、力的合成1 1、合力、合力与分力与分力 从效果上看，用一从效果上看，用一个力个力F F可代替两个力可代替两个力F F1 1和和F F2 2，力，力F F叫做叫做力力F F1 1和和F F2

14、2的合力，力的合力，力F F1 1和和F F2 2叫做力叫做力F F的的分力。分力。2022年6月26日星期日15时46分17秒36技术物理第二章技术物理第二章受力？受力？2022年6月26日星期日15时46分19秒37技术物理第二章技术物理第二章2 2、力的合成、力的合成求分力F1和F2的合力F叫做力的合成。 3 3、共点力？、共点力？2022年6月26日星期日15时46分19秒38技术物理第二章技术物理第二章4 4、力、力的平行四边形定则的平行四边形定则 如果用表示共点力如果用表示共点力F F1 1和和F F2 2的线段为邻的线段为邻边作平行四边形，那么合力的大小和边作平行四边形，那么合力

15、的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来。这叫做力的平行四边形线表示出来。这叫做力的平行四边形定则。定则。2022年6月26日星期日15时46分19秒39技术物理第二章技术物理第二章把把F1F1和和F2F2合成为合成为F F余弦定理余弦定理2022年6月26日星期日15时46分20秒40技术物理第二章技术物理第二章2022年6月26日星期日15时46分20秒41技术物理第二章技术物理第二章二、二、共点共点力的平衡力的平衡1 1、平衡状平衡状态态物体保持静止或匀速直线运动的状态物体保持静止或匀速直线运动的状态2 2、条件？、条件？2022年6月26日星期

16、日15时46分20秒42技术物理第二章技术物理第二章例题：例题：力力F F1 1=30N=30N，方向水平向右，力，方向水平向右，力F F2 2=40N=40N，方向竖直向下，用作图法，方向竖直向下，用作图法求这两个力的合力求这两个力的合力F F的大小和方向。的大小和方向。选择某一标度，如取选择某一标度，如取10mm10mm长的线段表示长的线段表示10N10N的的力，作出力的平行四边形，则表示力，作出力的平行四边形，则表示F F1 1的线段长的线段长30mm30mm，表示，表示F F2 2的线段长的线段长40mm40mm。 用用刻度尺量得表示合力刻度尺量得表示合力F F的对角线长为的对角线长为

17、50mm50mm，所以合力的大小所以合力的大小F F=10=1050/10=50N50/10=50N。 用用角度尺量得合力角度尺量得合力F F与力与力F F1 1的夹角为的夹角为5353 。2022年6月26日星期日15时46分21秒43技术物理第二章技术物理第二章三、同三、同一直线上的矢量合成一直线上的矢量合成 当几个矢量处在一条直线上，可以设定当几个矢量处在一条直线上，可以设定一个正方向，用正号或负号来表示矢量一个正方向，用正号或负号来表示矢量的方向：矢量方向与正方向相同时取正的方向：矢量方向与正方向相同时取正值，矢量方向与正方向相反时取负值。值，矢量方向与正方向相反时取负值。方法方法;

18、;2022年6月26日星期日15时46分22秒44技术物理第二章技术物理第二章示例示例F F1 1=2N=2N，F F2 2=3N=3N，F F3 3=4N=4N2022年6月26日星期日15时46分22秒45技术物理第二章技术物理第二章2022年6月26日星期日15时46分22秒46相信你能行P3738第2题、第3题、第4题技术物理第二章技术物理第二章任务任务目标：目标：1 1、能把一个已知力分解成两个力、能把一个已知力分解成两个力2 2、掌握正交分解法、掌握正交分解法3 3、能用数学方法解决工程技术上简单的问、能用数学方法解决工程技术上简单的问题题任务进行任务进行时时2022年6月26日星

19、期日15时46分22秒472.42.4 力的分解力的分解技术物理第二章技术物理第二章1、力的分解 （1 1）分力与合力）分力与合力 从从效果上看，两效果上看，两个力个力F F1 1和和F F2 2可代替可代替一个力一个力F F，力，力F F1 1和和F F2 2叫做拉力叫做拉力F F的分的分力力P17P17图图（2）力的分解 求一个已知力的分力叫做力的分解求一个已知力的分力叫做力的分解48技术物理第二章技术物理第二章2、用平行四边形定则进行力的分解把表示已知力的把表示已知力的线段作为平行四线段作为平行四边形的对角线，边形的对角线，作平行四边形，作平行四边形，与对角线相邻的与对角线相邻的两条边就

20、用来表两条边就用来表示两个分力。示两个分力。2022年6月26日星期日15时46分23秒49技术物理第二章技术物理第二章从上图从上图可以可以知道，如果没有其他限知道，如果没有其他限制制，对于，对于同一条对角线，可以做出同一条对角线，可以做出无数无数 个不同的平行四边形。个不同的平行四边形。把一个把一个已知力已知力分解成分解成一对确一对确定的分定的分力必须力必须具备如具备如下的下的条条件件：已知两个分力的方向已知两个分力的方向或者已知一个分力的或者已知一个分力的大小和方向大小和方向2022年6月26日星期日15时46分23秒50技术物理第二章技术物理第二章3 3、正交分解正交分解把一个已知力沿两

21、个相互垂直的方向分解把一个已知力沿两个相互垂直的方向分解如图示，把如图示，把重力重力G G按按相相互垂直的互垂直的方方向分解向分解成成F1F1和和F2F2。2022年6月26日星期日15时46分24秒51技术物理第二章技术物理第二章例题例题走钢丝是我国传统的杂技项目。走钢丝是我国传统的杂技项目。设运动员体重为设运动员体重为G G，当他走到，当他走到钢丝绳的中间时，钢丝绳成钢丝绳的中间时，钢丝绳成170170的角度。求这时钢丝绳的角度。求这时钢丝绳所受的拉力所受的拉力2022年6月26日星期日15时46分24秒52技术物理第二章技术物理第二章 解 将重力左右两侧钢丝绳的方向分解，用作图法画出力沿

22、着的平行四边形。测量发现，钢丝绳上的拉力大约是运动员体重的6倍。可见，钢丝绳上的拉力比运动员体重大得多。为了运动员的安全，必须使钢丝绳具有足够的强度。WF1F22022年6月26日星期日15时46分24秒53技术物理第二章技术物理第二章2022年6月26日星期日15时46分24秒54你也能做你也能做到的是到的是P41P41第第2 2题、第题、第3 3题题技术物理第二章技术物理第二章2、5 力矩和力偶要求能正确找出力臂要求能正确找出力臂 知道力矩，会计算力矩知道力矩，会计算力矩掌握力矩平衡以及在工程上的应用掌握力矩平衡以及在工程上的应用2022年6月26日星期日15时46分24秒55技术物理第二

23、章技术物理第二章一、力矩一、力矩1.转动和转动平衡 有固定转动轴的物体，在力的作用下，如果保持静止或匀速转动，我们称这个物体处于转动平衡状态。2022年6月26日星期日15时46分25秒56技术物理第二章技术物理第二章（1）力臂 力和转动轴之间的距离，即从转动轴到力的作用线的垂直距离，叫做力臂。（2 2）力矩）力矩 力力F F和力臂和力臂L L的乘积叫做力对转动轴的力矩的乘积叫做力对转动轴的力矩。M M= =FLFL力矩的单位是牛米，符号是力矩的单位是牛米，符号是NmNm。 力力对物体的转动作用决定于力矩的大小，力矩对物体的转动作用决定于力矩的大小，力矩越大，力对物体的转动作用越大。越大，力对物体的转动作用越大。2022年6月26日星期日15时46分25秒57技术物理第二章技术物理第二章3.3.力矩的平衡力矩的平衡 （1）力矩平衡如果这两个力矩大小相等，使物体保持转动平衡，这就是力矩平衡。（2）力矩平衡条件表述1 物体转动平衡时，物体上向顺时针方向转动的力矩之和等于使圆盘向逆时针方向转动的力矩之和，即M1+M2=M3。表述表述2 2 如果规定使物体向逆时针方向转动的力矩为如果规定使物体向逆时针方向转动的力矩为正力矩，使物体向顺时针方向转动的力矩为负力矩，正力矩，使物体向顺时针方向转动的力矩为负力矩，则物体转动平衡时，力矩的代数和等于零。即则物体