［定稿］机械工程基础静力学;全册教案.doc文档【45页完整版】

是指机器与机构的总称。

二本课程的主要内容工程力学机械工程材料及热加工常用机构和机械传动联接与轴系零部件三本课程的性质和任务性质是工科有关专业的门重要技术基础课。

任务初步掌握分析解决工程实际中简单力学问题的方法初步掌握对杆件进行强度和刚度计算的方法掌握常用机械工程材料的性能用途及选用原则，初步掌握机械零件毛坯的基本知识掌握常用机构和通用机械零件的基本知识，初步具有分析选用和设计机械零件及简单机械传动装置的能力。

第篇工程力学第章静力学基础力的概念及静力学公理力的概念力的定义力是物体之间的相互机械作用。

作用效果使物体的运动状态发生变化运动效应或使物体产生变形变形效应。

静力学只讨论力的运动效应。

力的三要素大小方向作用点。

力是具有大小和方向的量，所以力是矢量。

般情况下，其大小方向和作用点不能随意变动，是固定矢量。

不是自由矢量。

力的单位国际单位制牛顿千牛顿，。

力的图示力的三要素可以用有向线段来表示。

图刚体在力的作用下其大小和形状均保持不变的物体。

静力分析的研究对象为刚体或刚体系。

力系与等效力系力系作用于物体上的群力有限个或无限个所组成的集合。

等效力系对物体作用效应相同的力系互为等效力系。

合力与个力系等效对物体作用效果相同的个力。

分力力系中的各力称为合力的分力。

平衡与平衡力系平衡物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动的状态。

平衡力系作用在平衡物体上的力系。

静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学。

二静力学公理二力平衡公理公理刚体仅在两个力作用下处于平衡状态的充要条件是此二力大小相等方向相反作用线重合。

简言之，此二力等值反向共线。

图注意对变形体而言，只是变形的必要条件。

二力构件二力杆在两个力作用下处于平衡的构件。

图特点杆两端作用着等值反向共线的两个力，此二力作用线与杆两端连线重合，指向不能预先确定。

加减平衡力系公理公理在个力系中加上或减去个平衡力系，不改变原力系对刚体的作用效应。

力的可传性原理推论作用于刚体上的点的力，可沿其作用线滑移到该刚体上的任何位置而不会改变原力对刚体的作用效应。

图作用在刚体上的力的三要素应当是大小方向作用线。

平行四边形公理力三角形法则公理作用于物体上同点的两个力可以合成为作用于该点的个合力。

合力的大小和方向，由这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线确定。

即合力矢等于这两个力矢的几何和。

图三力平衡汇交定理推论刚体受三个力作用而处于平衡，若其中有两个力的作用线汇交于点，则此三力必在同平面内，且第三个力的作用线必过前两个力的作用线的汇交点。

力的分解将个力分解成两个力的过程。

两个力组成的共点力系可以合成为个合力，答案是唯的。

反之，将个力分解为两个力，若无足够的条件，其结果是不确定的。

图作用与反作用公理两个物体间作用力与反作用力总是同时存在的。

且两个力大小相等方向相反作用线重合，分别作用在两个相互作用的物体上。

注意不能认为作用力与反作用力组成平衡力系。

课堂小结静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学。

研究的对象都是刚体。

力是物体之间的相互机械作用。

其作用效果是使物体的机械运动状态发生变化或使物体发生变形。

力的三要素为大小方向作用点。

作用在刚体上的力的三要素应当是大小方向作用线。

作业，学科机械工程基础第章第节课题平面汇交力系的合成授课时数累计时间授课日期授课班级数控教学目的与要求掌握平面汇交力系合成的几何法与解析法掌握力的分解与力的投影掌握合力投影定理。

教学重点与难点重点平面汇交力系合成的几何法与解析法合力投影定理难点力的分解与力的投影的关系授课方法讲授教具执行后摘记复习旧课提问静力学是研究什么的科学力的概念和力的三要素。

作用在刚体上的力的三要素是什么讲解新课平面汇交力系的合成平面汇交力系各力作用线都在同平面内，且都相交于点的力系。

几何法力多边形法是平行四边形法的推广。

图，图。

平衡的充要几何条件力的多边形自行封闭。

力系的合力为零举例练习例，图二解析法力在平面直角坐标轴上的投影投影计算为与轴所夹的锐角。

在计算上只管大小，−由观察决定。

图注意力的投影是代数量标量，分力是矢量，且分力必须作用在原力的作用点上。

力的投影为正时，分力指向坐标轴的正向反之，则指向负向。

应用已知投影求力矢。

大小方向为与轴所夹的锐角合力投影定理合力在坐标轴上的投影，等于各分力在同轴上投影的代数和。

解析法合力投影定理的应用已知分力求合力。

举例练习例课堂小结平面汇交力系平衡的充要几何条件力的多边形自行封闭。

力在轴上的投影为代数量标量，而沿轴上的分量分力为矢量。

合力投影定理合力在任坐标轴上的投影，等于各分力在同轴上投影的代数和。

作业，学科机械工程基础第章第节课题力矩与力偶授课时数累计时间授课日期授课班级数控教学目的与要求明确力矩和力偶的概念掌握力矩的计算方法，合力矩定理掌握力偶的运算法则，力偶的等效性理解力的平移定理教学重点与难点重点力矩和力偶的概念合力矩定理力的平移定理难点力矩的计算方法力偶的运算法则授课方法讲练结合教具扳手丝锥等执行后摘记导入新课在生产生活中，力对物体的作用，有时会使物体发生转动。

力对物体的转动效果，有许多是物体绕点或轴线转动的例子，如杠杆滑轮开关门窗扳手拧螺母等。

为了度量力使物体绕定点转动的效应，力学中引入力对点的矩力矩的概念讲授新课力矩与力偶力对点之矩图矩心力使物体转动的中心。

力臂矩心到力的作用线的距离。

注意不是力的作用点到矩心的距离。

力矩力的大小与力臂的乘积再冠以适当的正负号来表示力使物体绕点转动的效应，称为力对点的矩，简称力矩。

正号力使物体绕矩心作逆时针方向转动负号−力使物体绕矩心作顺时针方向转动。

力矩的单位或力矩为零由可知，有两种情况力矩等于零力等于零力臂等于零。

即力的作用线通过矩心。

巩固练习例二合力矩定理合力对平面内任点之矩，等于各分力对该点之矩的代数和。

应用举例例，三力偶的概念及其运算法则力偶由两个等值反向不共线的平行力组成的力系。

记作，。

力偶臂两力作用线间的距离。

图力偶矩力偶中个力的大小与力偶臂的乘积并冠以适当的正负号，称为力偶矩。

记作或，，即，单位或力偶的三要素力偶矩的大小力偶的转向力偶作用面的方位。

力偶的性质力偶无合力力偶不能用个力来平衡，力偶只能用力偶来平衡力偶对其作用面内任点之矩恒等于力偶矩，而与矩心位置无关力偶的等效性作用在同平面内的两个力偶，若它们力偶矩大小相等，转向相同，则这两个力偶等效。

推论力偶可以在其作用面内任意移动或转动，而不改变力偶对刚体的作用效应。

推论只要保持力偶矩的大小和转向不变，可以同时改变力的大小和力偶臂的长短，而不改变力偶对刚体的作用。

平面力偶系的合成作用在物体上同平面内的若干力偶所组成的力系，称为平面力偶系。

其合成结果为合力偶，合力偶矩等于各分力偶矩的代数和。

即图力的平移定理定理作用于刚体上的力，可平移到刚体上的任点，但必须同时附加个力偶，附加力偶的力偶矩等于原力对平移点的力矩。

证明根据加减平衡力系公理。

图，组成个力偶，，。

因此，和所组成的力系与平移前的力等效。

力的平移定理的理解力不能与力偶等效，也不能被力偶所平衡。

但两者之间并非没有联系，这充分体现在力的平移定理中。

力的平移定理告诉我们作用在刚体上的力，可以分解为同平面内的个力作用线与原力平行和个力偶力偶矩等于原力对新作用点的矩。

反之，个力和个力偶也可以合成为个力。

课堂小结平面问题中，力矩为代数量，。

注意力臂的含义。

明确在什么情况下力矩为零。

合力矩定理力矩计算的常用方法直接计算力臂力臂不易计算时，用合力矩定理比较方便。

力偶是由两个等值反向不共线的平行力组成的力系。

力偶无合力，只能用力偶来平衡。

力偶的三要素大小转向作用面方位。

等效力偶两力偶的力偶矩矢相等。

平面力偶系中，力偶矩为代数量。

逆时针转向为正值，反之为负值。

力偶系的合成结果为合力偶。