《汽车机械基础》教案

11/9课程汽车机械基础 课题名称授课 授课汽修中技1302班班级 日期

2014.2.26

静力学的基本概念授课时数

4学时教学理论授新类型

教学 及 《汽车机械基础武汉大学出讲授、提问、演示方法 料社教学1目标2教学重难点及其突 教学重点和突出方法：静力学的分析方法，通过设疑、解答的方法来突出重点。出方 教学难点和化解方法：静力学研究两个基本问题，通过了解实际举例进行讲解法、化解方法教学素材、教案准备汽修中技1302班，全班58人。该班已有一定的汽车方面知识，学过汽车的相关知识，因此在讲解时教学学生比较容易接受这两节的内容。对象分析1、静力学的分析方法教学2、静力学研究两个基本问题结 对上述的内容进行归纳、总结，以提问的形式加强学生对本节知识点的认识。教材P1423该4节课上得比较成功，体现在课堂气氛较好，同学们能掌握学习的目标内容，通过了解实际举例进教学行讲解，让学生能学习到静力学的分析方法和静力学研究两个基本问题。反思教学活动教学 教学内 容流程 手段

教师活动和学检查学生课前准备情况。组织 组织 清点人数并将出勤情况记录在上课起立，师生互致问候。教学 3.点名、检查学生出勤并记录，完成教学准备工作。

号召 堂纪律。学生举手应答复习复习上节课所学的知识：初中物理知怎么叫作力？ 提问旧课

教师提出问题，根据花名册上回答问题。记录平时成绩。教师根据前述内容导入本节的课程 我们的日常生活中静力学无处不在，那么什么叫静力学？ 讲授 同学们对本节课程的内容有一导入 节课程的主要就是学习静力学静力学的分析方法是：在研究力的外效应时，把物体抽象为其内部各点间距离保持不变的刚体，使问题得到简化，也使研究得到深入；在板书、

教师板书过后，讲述静力学的需要研究力对物体的内部效应时这种理想化的刚体模型不再适用而讲授 过程中，认识静力学的分析方应采用各点间距离可发生改变的变形体模型。理论静力学研究两个基本问题：

教师通过板书讲解静力学研究授新 (1)力系的简化；(2)力系的平衡。

板书、生书本上重点段落划线。学生讲解、力学研究两个基本问题。展示、提示2/9板书设计项目一静力学基础课题一静力学的基本概念一、静力学研究物体的平衡规律。在工程中，把物体相对于地球静止或作匀速直线平移运动的状态，称为平衡。二、静力学的主要任务是确定平衡物体系统中各个构件的外部和内部机械作

五、静力学的研究途径是：首先，用力取代周围物体对它的作用，简矢量知识及静力学公理将力系简化衡刚体上的全部外力组成的平衡力件，由已知荷载，求出构件所受的六、静力学研究两个基本问题：力系的简化；力系的平衡。七、矢的矢量和。即力的合成与分122行力系、汇交(共点)力系、力偶系、平面力系、空间力系等。122

8.1(a

FFF三、静力学的分析方法是：在研究力的外效应时，把物体抽象为其内部各点间 这是求合力矢的力的三角距离保持不变的刚体，使问题得到简化，也使研究得到深入；在需要研究力对物体的内部效应时，这种理想化的刚体模型不再适用，而应采用各点间距离可

FF1

F(F1

)F发生改变的变形体模型。而变形体的平衡也是以刚体静力学为基础的，只是还需补充变形的几何条件与物理条件。四、静力学的研究途径是：首先，把受载的平衡构件从其所在位置隔离出来，用力取代周围物体对它的作用，简化为受力系作用的平衡刚体；其次，运用矢量知识及静力学公理将力系简化，研究力系的整体特征，推演出作用在平衡刚体上的全部外力组成的平衡力系所满足的平衡条件；最后，运用这些条件，由已知荷载，求出构件所受的全部未知外力。

注意：力多边形法则求合力，仅适汇交点。公理2(二力平衡条件)充分的条件是，此二力等值、反向是力系平衡的最基本数量关系。3/9PAGEPAGE6/9讲 义项目一静力学基础课题一静力学的基本概念静力学研究物体的平衡规律。在工程中，把物体相对于地球静止或作匀速直线平移运动的状态，称为平衡。受的全部未知外力。静力学研究两个基本问题：力系的简化；力系的平衡。刚体平衡条件与变形体平衡的了解，经人们长期实践与反复验证，总结成为下列静力学公理。公理1(力的平行四边形规则)作用于物体上同一点的两个力的合力仍作用于该点，其合力矢等于这两个力1矢的矢量和。即力的合成与分解，服从矢量加减的平行四边形法则如图8.1(a)所示，F1

FF，将F平移22后，得力三角形，如图8.1(b)所示，这是求合力矢的力的三角形法则。由此可求两力之差：22FF1

F(F1

)F，如图8.1(c)所示。讲 义(b) 8.18.2(a)中所示n个共点力之和F FFR 1 2

Fn

nFii1

（1.1）(1-1)可由矢量求和的多边形法则，得力多边形，如图8.2(bFR为合力矢量，O1(b)图8.2汇交力系合成注意：力多边形法则求合力，仅适用于汇交力系，且合力作用点仍在原力系汇交点。公理2(二力平衡条件)作用在同一刚体上的两个力，使刚体平衡的必要且充分的条件是，此二力等值、反向、共线。这是刚体平衡的最基本规律，也是力系平衡的最基本数量关系。DFBFB BFCCCAF(a) (b) C图8.3二力平衡构件2，可确定某些未知力的方位。如图1.3(a)所示直杆AD和折杆BC相接触，在力F若不计自重，则BC构件仅在两点处受力而平衡，故此二力等值、反向、共线，必沿BC连线方位，如图(b)所示。我们把这种仅受二力作用而平衡的构件，称为二力构件。O A A BG (a) (b)思考8-1图讲 义1-1①如图(aoo(b)AB两球用轻质杆相连，静止于粗糙斜面上，若不计杆重，试分析AB两端所受合外力的方位。公理3(加减平衡力系原理)在已知力系上加上或减去任意平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。它是力系替换与简化的等效原理。注意在物体上加减平衡力系，必然引起力对物体内效应的改变，在涉及内力和变形的问题中，公理3不适用。118.3(a)中加一对平衡力FF8.4(aB处内力（杆11AD与BC的相互作用力，也改变了C和A处的作用力。18.4(bBF两处加一对平衡力1

FA端所受外力不变，AB1段内力（将AB）不变，但BC段的内力与变形均改变。13，8.5B处加一对平衡力(FF，然后减去一对平衡力(FF，可得下列推论1。DFBF1 FF 1A C

1 2 1F F F1 1A B C(b)图8.4加减平衡力系原理不适用情形FF1图8.5力对刚体可传推论1(力对刚体的可传性)作用在刚体上某点的力，可以沿着它的作用线滑移到刚体内任意点，并不改变该力对刚体的作用效果。可见，力对刚体是滑移矢量，力的大小、方向和作用线是力对刚体的三要素。138.3(aFBC杆上，因为滑移后改变了BAC8.4(bC端力FB1BC8.6AB杆受力时，重力G不能直接传到AB杆上。推论2(三力平衡汇交定理)若刚体受三力作用而平衡，且其中两力线相交，则此三力共面且汇交于一点。8.7FFFFF滑移至交点，并合成为力FFF1 2 3 1 2 3

F

F

共面，且交于同一点O。3 3 1 2讲 义该定理说明三个不平行力平衡的必要条件，容易推广到更一般的情形：刚体受n个力作用而平衡，若其中n1个力交于同一点，则第n个力的作用线必过此点(请读者自己证明)。图8.6重力G不可传至AB上 图8.7三力平衡汇交问题1-1试判断图示平衡系统中重杆AB对圆轮O的作用力方向，设接触点为A、C。答圆轮在三点受三力作用而平衡，轮心O处重力GC处外力交于C点，故杆在AAC方向。8-2ABFn1AOB G1 G C问题8-1图 思考8-2图公理4(作用与反作用定律)两物体间的作用力与反作用力，总是等值、反D、共线地分别作用在这两个物体上。公理4是研究两个或两个以上物体系统平衡的基础。 B B注意，作用力与反作用力虽等值、反向、共线，但并不分别作用在两个物体上。这是与二力平衡公理的本质区别。 B O BFA8.8物体间的作用力与反作用力C8.3BC的受力图后，再画AB杆受力A处的反作用力FF

等值、反向、共B BCA线，F由三力汇交确定方位，如图8.8所示。A公理5(刚化原理)若变形体在某一力系作用下平衡，则将此变形体刚化后，其平衡状态不变。衡，相应变形体不一定平衡

图8.9刚体平体平衡条件对变形体来说必要而非充分，如图1.97/9PAGEPAGE9/9讲 义图8.10原形刚化求外力衡，相应变形体(软绳)受同样压力却不平衡。还应指出，在小变形条件下，求变形体的外力和内力时，均在未变形状态对变