1.掌握共线力系的概念。
2.掌握共线力系的合成与平衡方法。;物体在共线力系作用下平衡的充要条件为:各力沿作用线方向的代数和等于零,即;试分析重物和滑块C的受力情况,并指出它们的受力特点。
;一、平面汇交力系的应用;二、平面汇交力系的合成
1.几何法合成;【课堂练习】如图所示,一个固定在墙面上的圆环上受三根绳子的拉力作用。已知三根绳的拉力分别为F1=100N,F2=200N,F3=150N,试用几何法求作用在圆环上的合力FR的大小和方向?;2.解析法合成;提示
(1)在计算力的投影时要注意投影的正负。
(2)当力与坐标轴垂直时,力在该轴上的投影为零。
(3)当力与坐标轴平行时,力在该轴上的投影的绝对值等于力的大小。
(4)力在坐标轴上的投影与力沿坐标轴方向的分力是两个不同的概念,分力是矢量,而力的投影是标量。
;已知力的投影计算力;【想一想】分析图示情况,找出合力FR与各分力F1、F2、F3投影之间的关系。
;合力投影定理:合力在任一坐标轴上的投影,等于各分力在同一轴上投影的代数和。;三、平面汇交力系的平衡
1.平面汇交力系的平衡条件;3.平衡条件的解析表达;1.掌握平面任意力系的概念。
2.掌握力的平移定理。
3.掌握平面任意力系的简化方法。
4.掌握平面任意力系的平衡条件及计算方法。;试分析水平梁的受力情况,并分析要保持水平梁平衡应满足怎样的条件。;平移前;
2.力的平移性质
(1)当作用在刚体上的一个力沿其作用线滑动到任意点时,因附加力偶的力偶臂为零。因此,力沿作用线滑动是力向一点平移的特例。
(2)当力在刚体上平移时,力的大小、方向都不变,但附加力偶矩的大小与正负会因为指定点O的位置不同而不同。
(3)力的平移定理是把作用在刚体上的平面一般力系分解为一个平面汇交力系和一个平面力偶系的依据。;3.平面任意力系的简化;二、平面任意力系的平衡
1.平面任意力系的平衡条件
;2.平面任意力系的平衡方程;3.求解平面任意力系平衡问题的主要步骤
(1)确定研究对象,画出受力图。
(2)选取坐标系和矩心,列出平衡方程。
(3)求解未知量,讨论结果。;1.掌握平面平行力系的概念。
2.掌握平面平衡力系的平衡条件及计算方法。
;图示为铣床螺栓压板夹具,分析其受力情况。;图示是平面平行力系的应用实例。那么,平面平行力系的平衡有什么特点?;二、平面平行力系平衡方程;【例】铣床夹具上的压板AC(如图),当拧紧螺母后,螺母对压板的压力FB=3kN,已知L=50mm,试求压板对工件的压紧力及垫块所受压力(压板自重不计)。
;1.掌握滑动摩擦的概念及摩擦力的计算。
2.掌握摩擦角与自锁的概念。
3.掌握摩擦平衡问题的计算方法。
;1.当F=0时,物体受几个力作用?
2.施加力F,但物体仍处于静止状态,此时物体受几个力作用?
3.增加力F,使物体滑动,此时物体受几个力作用?;一、滑动摩擦;(1)静摩擦力Ff。其大小满足0≤Ff≤Ffmax,其具体数值由静力学平衡方程确定。
(2)最大静滑动摩擦力,记作Ffmax。
最大静摩擦力的大小与两物体间的正压力(即法向反力)成正比,即
Ffmax=μsFN
(3)动摩擦力,记作Ff′。
动摩擦力的大小与两物体间的正压力(即法向反力)成正比,即
Ff′=μFN;常用材料的摩擦因数参考值;二、摩擦角与自锁;2.自锁
如果作用于物体上全部主动力的合力FQ的作用线在摩擦角之内(如下图所示),则无论这个力怎样大,总有反力FR与之平衡,物体保持静止,这种现象称为自锁。
物体的自锁条件是:
;三、考虑摩擦时物体的平衡问题;【例】某起重绞车的刹车装置及其受力图如下图所示。它是由制动块的手柄和制动轮所组成。已知作用在半径为r=30cm的制动轮O上的力偶矩为M=300N·m,摩擦面到刹车手柄中心线间的距离为e=10cm,摩擦块C与轮子接触表面间的静摩擦系数为μs=0.4,手柄长L=300cm,a=60cm。求制动器制动所需的最小作用力F1min。
;解:(1)取轮O为研究对象