1、模塊4工 程 力 學(xué)單元16靜力分析基礎(chǔ)單元17平面力系的簡(jiǎn)化與合成單元18平面力系的平衡單元19剛體的運(yùn)動(dòng)形式與機(jī)械效率單元20構(gòu)件的承載能力分析單元16靜力分析基礎(chǔ)課題1力 的 概 念課題2力的基本性質(zhì)課題3約束與約束力課題4物體的受力分析和受力圖課題1力 的 概 念一、力二、力系一、力初中學(xué)過，力是物體對(duì)物體的作用。力是不能離開施力物體或受力物體而單獨(dú)存在的。用腳踢足球時(shí)，足球從靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)狀態(tài)，腳對(duì)足球的作用改變了足球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)腳是施力物體而足球是受力物體。用手拉彈簧時(shí)，手對(duì)彈簧的作用使彈簧伸長(zhǎng)，發(fā)生了形變，此時(shí)手是施力物體，彈簧是受力物體?？梢姡ψ饔迷谖矬w上可以產(chǎn)生兩種效

2、果，即：改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或使物體發(fā)生形變。二、力系(1)力系同時(shí)作用在一個(gè)物體上的若干力，如圖16-2所示。(2)平面力系作用在物體上各個(gè)力的作用線若都處在同一平面內(nèi)，則這些力所組成的力系稱為平面力系。(3)平面匯交力系若平面力系中所有力的作用線或其延長(zhǎng)線均匯交于一點(diǎn)，則稱此力系為平面匯交力系。(4)平衡力系如果一個(gè)力系對(duì)物體的作用效果使物體處于平衡狀態(tài)，則稱此力系為平衡力系。(5)等效力系如果一個(gè)簡(jiǎn)單力系對(duì)物體的作用效果與一個(gè)復(fù)雜力系作用效果相同，則兩力系彼此等效。(1)力系圖16-1(1)力系圖16-2課題2力的基本性質(zhì)一、二力平衡公理二、力的平行四邊形公理三、加減平衡力系公理四、作用力

3、與反作用力公理一、二力平衡公理圖16-3圖16-4二、力的平行四邊形公理圖16-5二、力的平行四邊形公理三、加減平衡力系公理在已知力系上加上或減去任意的平衡力系，并不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用效果。也就是說，如果兩個(gè)力系只相差一個(gè)或幾個(gè)平衡力系，則它們對(duì)剛體的作用效果是相同的，因此可以等效替換。推論力的可傳遞性作用于剛體上某點(diǎn)的力，可以沿著它的作用線移動(dòng)到剛體內(nèi)任意一點(diǎn)，并不改變?cè)摿?duì)剛體的作用效果。四、作用力與反作用力公理圖16-6課題3約束與約束力一、約束與約束力二、工程上常見的約束類型一、約束與約束力有些物體，例如飛行的飛機(jī)、炮彈、足球等，他們?cè)诳臻g上的位移不受任何限制。位移不受限制的物體稱

4、為自由體。而有些物體，例如機(jī)車、電機(jī)轉(zhuǎn)子、吊車鋼索上懸掛的重物等，他們?cè)诳臻g的位移都受到限制。位移受到限制的物體稱為非自由體。對(duì)非自由體的某些位移起限制作用的周圍物體稱為約束。例如，鐵軌對(duì)于機(jī)車，軸承對(duì)于電機(jī)轉(zhuǎn)子，吊車鋼索對(duì)于重物等，都是約束。既然約束阻礙著物體的運(yùn)動(dòng)，也就是說約束能夠起到改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的作用，所以約束對(duì)物體的作用實(shí)際上就是力，這種力稱為約束力。因此，約束力的方向必與該約束所能夠阻礙的運(yùn)動(dòng)方向相反。應(yīng)用這個(gè)準(zhǔn)則，可以確定約束力的方向或作用線的位置。在靜力學(xué)中，約束力和物體受到的其他已知力(稱為主動(dòng)力)組成平衡力系，因此可以用平衡條件求出約束力。二、工程上常見的約束類型1.具有

5、光滑接觸表面的約束2.柔性約束3.光滑鉸鏈約束4.固定端約束1.具有光滑接觸表面的約束圖16-72.柔性約束圖16-83.光滑鉸鏈約束圖16-9圖16-103.光滑鉸鏈約束圖16-114.固定端約束圖16-12課題4物體的受力分析和受力圖一、物體的受力分析二、受力圖一、物體的受力分析在工程實(shí)際中，為了求出未知的約束力，需要根據(jù)已知力，應(yīng)用平衡條件求解。為此，首先要確定構(gòu)件受到了幾個(gè)力，每個(gè)力的作用位置和作用方向，這個(gè)分析過程稱為物體的受力分析。作用在物體上的力可分為兩類：一類是主動(dòng)力，例如：物體的重力、風(fēng)力、氣體的壓力等；另一類是約束對(duì)于物體的約束力，為未知的被動(dòng)力。二、受力圖為了清晰地表示物

6、體受力情況，常把需要研究的物體從周圍物體中分離出來，然后把其他物體對(duì)研究對(duì)象的全部作用力用簡(jiǎn)圖形式畫出來。這種表示物體受力的簡(jiǎn)明圖形，稱為受力圖。畫受力圖是解決靜力學(xué)問題的一個(gè)重要步驟。單 元 小 結(jié)1.力是矢量，力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。2.力的作用效果：改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或使物體發(fā)生形變。3.二力平衡的必要和充分條件：兩個(gè)力的大小相等、方向相反且作用在同一條直線上。4.作用力與反作用力總是同時(shí)存在，大小相等、方向相反，沿著同一條直線，分別作用于兩個(gè)相互作用的物體上。 5.約束力的方向必與該約束所能夠阻礙的運(yùn)動(dòng)方向相反。6.物體的受力分析及受力圖。單元17平面力系的簡(jiǎn)化與合成應(yīng)知應(yīng)會(huì)掌

7、握力的投影概念及方法。掌握力矩計(jì)算方法、力偶的特點(diǎn)和作用效果。了解平面力系的合成方法。課題1平面匯交力系的合成課題2力對(duì)點(diǎn)之矩課題3力偶課題4平面任意力系的簡(jiǎn)化課題1平面匯交力系的合成一、投影的概念及求法二、合力投影定理課題1平面匯交力系的合成圖17-1一、投影的概念及求法設(shè)有已知力F作用于物體的A點(diǎn)，如圖17-2a。在力F作用線所在平面建立直角坐標(biāo)系xOy，從力F的始點(diǎn)A和末端B點(diǎn)分別向x軸、y軸作垂線，垂足為a、b和a、b，在x軸上得到線段ab，在y軸上得到線段ab，如圖17-2b所示。通常，ab用Fx表示，ab用Fy表示。Fx、Fy是力F在x軸、y軸上所得到的兩個(gè)投影。其正負(fù)號(hào)規(guī)定：若投

8、影的指向與坐標(biāo)軸的正向一致為正，反之為負(fù)。若已知力F與x軸正向夾角為二、合力投影定理設(shè)物體上受一平面匯交力系F1、F2、F3作用，如圖17-3所示，利用力的平行四邊形法則求出其合力為FR。取坐標(biāo)系xOy，將合力FR與各分力F1、F2、F3向x軸投影則得二、合力投影定理圖17-2二、合力投影定理圖17-3二、合力投影定理課題2力對(duì)點(diǎn)之矩一、力對(duì)點(diǎn)之矩的概念二、合力矩定理一、力對(duì)點(diǎn)之矩的概念1) 力的大小與力臂的乘積Fd。2) 力使物體繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。圖17-4二、合力矩定理平面匯交力系的合力對(duì)于平面內(nèi)任一點(diǎn)的矩等于所有各力對(duì)于該點(diǎn)的矩的代數(shù)和。課題3力偶一、力偶及力偶矩二、力偶的基本性質(zhì)三、力

9、偶的等效性四、平面力偶系的合成一、力偶及力偶矩圖17-6二、力偶的基本性質(zhì)由于力偶中兩個(gè)力的大小相等、方向相反、作用線平行，這兩個(gè)力在任何坐標(biāo)軸投影的代數(shù)和等于零。因此，力偶不能與一個(gè)力等效，力偶無合力。可見力偶使物體單純轉(zhuǎn)動(dòng)而不移動(dòng)。所以力偶和力是力學(xué)中的兩個(gè)基本物理量。三、力偶的等效性圖17-7課題4平面任意力系的簡(jiǎn)化一、力的平移定理及應(yīng)用二、平面任意力系的簡(jiǎn)化一、力的平移定理及應(yīng)用1.力的平移定理2.應(yīng)用1.力的平移定理圖17-82.應(yīng)用由力的平移定理可知：可以將一個(gè)力替換成同平面內(nèi)的一個(gè)力和一個(gè)力偶；反之，同平面內(nèi)的一個(gè)力和一個(gè)力偶也可以用一個(gè)力來等效替換。力的平移定理不僅是力系向一點(diǎn)

10、簡(jiǎn)化的依據(jù)，也可以解釋一些實(shí)際問題。例如攻螺紋時(shí)，必須用雙手均勻握住扳手兩端，而且用力要相等，如果用一只手扳動(dòng)扳手，作用于扳手AB一端的力F等效于作用點(diǎn)C的一個(gè)力F和一個(gè)力偶矩M，如圖17-8所示。這個(gè)力偶M使絲錐轉(zhuǎn)動(dòng)，而力F卻易使絲錐折斷。二、平面任意力系的簡(jiǎn)化平面任意力系向作用面內(nèi)任一點(diǎn)簡(jiǎn)化可得到一個(gè)力和一個(gè)力偶。這個(gè)力等于原力系中各力的矢量和，稱為平面力系的主矢；這個(gè)力偶的力偶矩等于力系中各力對(duì)簡(jiǎn)化中心的力矩的代數(shù)和，稱為平面力系的主矩。單 元 小 結(jié)1.力的投影是標(biāo)量，而分力是矢量。2.合力投影定理：合力在任意軸上的投影，等于諸分力在同一軸投影的代數(shù)和。3.力使物體轉(zhuǎn)動(dòng)的效果用力矩來衡

11、量。4.合力矩定律：平面匯交力系的合力對(duì)于平面內(nèi)任一點(diǎn)的矩等于所有各力對(duì)于該點(diǎn)的矩的代數(shù)和。5.力偶的基本性質(zhì)：力偶中兩個(gè)力的大小相等、方向相反、作用線平行，這兩個(gè)力在任何坐標(biāo)軸投影的代數(shù)和等于零。6.力的平移定理：將作用于物體上A點(diǎn)的力F平移到物體上任意點(diǎn)B，必須附加一個(gè)力偶，其力偶矩等于原力F對(duì)新作用點(diǎn)B的矩。7. 平面任意力系向作用面內(nèi)任一點(diǎn)簡(jiǎn)化可得到一個(gè)力和一個(gè)力偶。單元18平面力系的平衡應(yīng)知應(yīng)會(huì)掌握平面力系的平衡條件。了解平面力系的平衡方程。了解摩擦角與自鎖概念。課題1平面任意力系的平衡課題2平面特殊力系的平衡課題3考慮摩擦?xí)r物體的平衡課題1平面任意力系的平衡一、平面任意力系平衡的充

12、分必要條件二、平面任意力系平衡方程一、平面任意力系平衡的充分必要條件平面任意力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化可得主矢FR和主矩MO。主矢表示了原力系對(duì)物體的移動(dòng)效應(yīng)，主矩表示了原力系對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)。若FR、MO均為零，則力系對(duì)物體既無移動(dòng)效應(yīng)也無轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)，即物體平衡；反過來，若物體平衡，即力系對(duì)物體既無移動(dòng)效應(yīng)也無轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)，則FR、MO均為零。因此，平面任意力系平衡的充分和必要條件為二、平面任意力系平衡方程1.平衡方程2.解題步驟3.平衡方程的其他形式1)選取研究對(duì)象，畫出其受力圖。2)建立直角坐標(biāo)系，選取矩心。3)列平衡方程，求解未知量。(1)二力矩式(2)三力矩式(1)二力矩式A、B兩點(diǎn)的連線AB不能與x

13、軸垂直。因?yàn)楫?dāng)MA(F)=0時(shí),力系不可能簡(jiǎn)化為一個(gè)力偶,只可簡(jiǎn)化為通過A點(diǎn)的合力,當(dāng)MB=0時(shí)力系也只能簡(jiǎn)化為一個(gè)通過B點(diǎn)的合力,所以在一個(gè)平面任意力系中只能簡(jiǎn)化為一個(gè)合力,則此合力FR必須通過A、B兩點(diǎn)。如果再加上Fx=0，那么力系如有合力，則此合力必與x軸垂直。式(18-1)的附加條件(x軸不得垂直連線AB)完全排除了力系簡(jiǎn)化為一個(gè)合力的可能性，故所研究的力系必為平衡力系。(2)三力矩式這樣，平面任意力系共有三種不同形式的平衡方程式，究竟選哪一種形式，需根據(jù)具體條件確定。對(duì)于受平面任意力系作用的單個(gè)剛體的平衡問題也只可以列出三個(gè)獨(dú)立的平衡方程，求解三個(gè)未知量，任何第四個(gè)平衡方程都是前三個(gè)

14、方程的線性組合，而不是獨(dú)立的，但可利用這個(gè)方程來校核計(jì)算的結(jié)果。課題2平面特殊力系的平衡一、平面匯交力系的平衡二、平面平行力系的平衡一、平面匯交力系的平衡對(duì)平面匯交力系而言，若以平面匯交力系的匯交點(diǎn)O為矩心，則在平面任意力系的平衡方程中MO(F)0。因此平面匯交力系的平衡方程為 Fx=0Fy=0 (18-2)平面匯交力系有兩個(gè)獨(dú)立的平衡方程，至多可以解兩個(gè)未知量。二、平面平行力系的平衡對(duì)平面平行力系而言，若在選取坐標(biāo)軸時(shí)，使y軸與各力的作用線平行，則在平面任意力系的平衡方程中，F(xiàn)x0，因此，平面平行力系的平衡方程為 Fy=0MO(F)=0 (18-3)平面平行力系有兩個(gè)獨(dú)立的平衡方程，至多可以

15、解兩個(gè)未知量。課題3考慮摩擦?xí)r物體的平衡一、滑動(dòng)摩擦二、摩擦角與自鎖三、考慮摩擦?xí)r物體的平衡問題一、滑動(dòng)摩擦1.靜滑動(dòng)摩擦力2.動(dòng)滑動(dòng)摩擦力1.靜滑動(dòng)摩擦力圖18-62.動(dòng)滑動(dòng)摩擦力動(dòng)滑動(dòng)摩擦力的大小也與物體間的正壓力成正比，即，F(xiàn)f=fFN(18-6)此即動(dòng)滑動(dòng)摩擦定律，式中比例系數(shù)f稱為動(dòng)滑動(dòng)摩擦因數(shù)，簡(jiǎn)稱動(dòng)摩擦因數(shù)。它也是量綱為1的量，其值除與接觸面材料及表面狀況有關(guān)外，還與物體間相對(duì)滑動(dòng)速度的大小有關(guān)，隨速度的增大而減小。但當(dāng)速度變化不大時(shí)，一般不予考慮速度的影響，將f視為常數(shù)。動(dòng)摩擦因數(shù)f一般小于靜摩擦因數(shù)fs，但在精度要求不高時(shí)，可近似地認(rèn)為二者相等，即，ffs圖18-7二、摩擦角

16、與自鎖如圖18-8a所示，當(dāng)考慮摩擦?xí)r，接觸面對(duì)物體的約束力由兩部分組成，即法向力FN和摩擦力Ff，兩者的合力FR代表了接觸面對(duì)物體的全部作用，稱為全約束力。顯然，全約束力FR與法向力FN之間的夾角隨摩擦力Ff的增大而增大，當(dāng)物體處于臨界平衡狀態(tài)時(shí)，摩擦力Ff達(dá)到最大值Ffmax，夾角 也達(dá)到最大值m,m稱為臨界(或極限)摩擦角，簡(jiǎn)稱摩擦角。由圖可知，tanm=fs(18-7)即，摩擦角的正切等于靜摩擦因數(shù)。因此，摩擦角也是表征接觸面摩擦性質(zhì)的物理量，給出摩擦角m就相當(dāng)于給出了靜摩擦因數(shù)fs。二、摩擦角與自鎖圖18-9三、考慮摩擦?xí)r物體的平衡問題1)在畫受力圖時(shí)要考慮摩擦力的存在，并按實(shí)際情況

17、畫出其方向。2)除列平衡方程外，還要列補(bǔ)充方程FffsFN或Ffmax=fsFN。3)由于靜摩擦力的值是一個(gè)范圍，故問題的答案往往也是一個(gè)范圍。單 元 小 結(jié)1.平面任意力系平衡的充分必要條件：FR0，MO0。2.平面任意力系平衡方程3.平面匯交力系的平衡4.平面平行力系的平衡5.靜滑動(dòng)摩擦力6.動(dòng)滑動(dòng)摩擦力7.摩擦角與自鎖單元19剛體的運(yùn)動(dòng)形式與機(jī)械效率應(yīng)知應(yīng)會(huì)了解剛體運(yùn)動(dòng)形式及其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。掌握功、功率、機(jī)械效率概念及其計(jì)算方法。掌握功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系。課題1剛體的運(yùn)動(dòng)形式課題2功率及機(jī)械效率課題1剛體的運(yùn)動(dòng)形式一、剛體的概念二、剛體的平行移動(dòng)三、剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)一、剛體的概念在任何外

18、界因素的作用下，體積和形狀都不發(fā)生改變的物體或體內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)間的距離都保持不變的物體被稱為剛體。實(shí)際上，真正不變形的物體是不存在的。但在很多問題中，如果物體本身的微小變形對(duì)整個(gè)問題的研究影響很小而可以忽略不計(jì)時(shí)，則把它抽象為剛體，這樣可使問題的研究大為簡(jiǎn)化。剛體是理論力學(xué)的理想模型。二、剛體的平行移動(dòng)圖19-1三、剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)1.角速度2.角加速度3.剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的特殊情況4.定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度和加速度5.剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)基本方程及其應(yīng)用1.角速度角速度是轉(zhuǎn)角對(duì)時(shí)間的變化率，是描述剛體轉(zhuǎn)動(dòng)快慢及轉(zhuǎn)向的物理量，用表示。2.角加速度角加速度是角速度對(duì)時(shí)間的變化率，是描述剛體角速度變化快慢的物理

19、量,用 表示。3.剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的特殊情況(1)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)=常數(shù)。(2)勻變速轉(zhuǎn)動(dòng)=常數(shù)。4.定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度和加速度(1)速度(2)加速度由于轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)任意一點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)，因此其加速度可分解為切向加速度和法向加速度。(1)速度轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)任意一點(diǎn)的速度大小為v=R(19-6)上式表明，轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)任意一點(diǎn)的速度大小等于剛體的角速度與該點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑的乘積。顯然，速度的方向垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)半徑并指向轉(zhuǎn)動(dòng)的一方。(2)加速度由于轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)任意一點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)，因此其加速度可分解為切向加速度和法向加速度。圖19-25.剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)基本方程及其應(yīng)用(1)剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)基本方程(2)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量由式(19

20、-10)可知，在相同的外力矩作用下，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jz越大，則剛體的角加速度就越小，即剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變化越小；反之亦然。(1)剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)基本方程可以推導(dǎo)，作用于剛體上所有外力對(duì)轉(zhuǎn)軸之矩的代數(shù)和，等于剛體對(duì)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與角加速度的乘積，即(2)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量表19-1常見均質(zhì)簡(jiǎn)單形狀剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(2)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量表19-1常見均質(zhì)簡(jiǎn)單形狀剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量課題2功率及機(jī)械效率一、功二、功率三、機(jī)械效率四、慣性力一、功1.功的概念2.幾種常見力的功3.合力的功1.功的概念物體受力的作用后，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生改變，這種改變不僅與力的大小和方向有關(guān)，還與物體在力的作用下所走過的路程有關(guān)。功就是描述力在一段路

21、程中對(duì)物體的積累效應(yīng)2.幾種常見力的功(1)重力的功(2)彈力的功(3)力矩的功剛體在力矩的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)力矩為常量時(shí)，力矩對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)剛體所做的功等于力矩與剛體轉(zhuǎn)角的乘積。(1)重力的功重力的功等于物體的重力與物體重心始末位置的高度差的乘積，即W=Gh可見，重力的功只與物體的始末位置有關(guān)，而與物體運(yùn)動(dòng)的具體路徑無關(guān)。在應(yīng)用上式時(shí)，物體由高向低運(yùn)動(dòng)，重力做正功；反之，重力做負(fù)功。(2)彈力的功彈力的功等于彈簧初位置與末位置變形量的平方差與剛性系數(shù)乘積的一半3.合力的功在任意一段路程上，合力對(duì)物體所做的功，等于所有分力在同一段路程上所做的功的代數(shù)和。二、功率工程上，不僅要知道力做功的多少，而且還要知

22、道做功的快慢，為此需引入功率的概念。所謂功率是指力在單位時(shí)間內(nèi)所做的功，是衡量機(jī)器工作能力的一個(gè)重要的指標(biāo)。功率越大，說明力在單位時(shí)間內(nèi)所做的功越多。功率用P表示。三、機(jī)械效率效率是衡量機(jī)器工作性能的又一重要指標(biāo)。機(jī)器從發(fā)動(dòng)機(jī)得到的功叫輸入功用0表示。輸入功的一部分用于克服有用阻力，稱為有用功，用1表示；另一部分消耗在克服無用阻力，稱為無用功，用2表示。有用功與輸入功的比值稱為機(jī)械效率，簡(jiǎn)稱效率四、慣性力1)只有物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)(即有加速度時(shí))才存在慣性力。2)慣性力并不作用在我們所研究的運(yùn)動(dòng)物體上，而是作用在使運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的施力物體上。單 元 小 結(jié)1.本單元講述了剛體的概念

23、、剛體運(yùn)動(dòng)的最簡(jiǎn)單的形式剛體的平行移動(dòng)和定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。2.剛體平動(dòng)時(shí)，其上任意一點(diǎn)的軌跡平行、速度和加速度都相同。3.剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)用位置角、角速度、角加速度來描述。4.定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)點(diǎn)的速度和加速度用下面的公式來求得5.剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性的度量。6.功表示力對(duì)位移的積累效應(yīng)，力在物體運(yùn)動(dòng)方向上的投影Fcos與物體所走過的路程s的乘積，稱為力在路程s中對(duì)物體所做的功。7.功率表示做功的快慢程度。8.機(jī)械效率是有用功與輸入功的比值，即：= ，它是個(gè)永遠(yuǎn)小于1的數(shù)值。9.慣性力是因外力的作用而使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，由于物體的慣性而引起運(yùn)動(dòng)物體對(duì)施力物體的反作用力。單元20構(gòu)件的承載

24、能力分析應(yīng)知應(yīng)會(huì)了解軸向拉伸和壓縮的概念。掌握軸向拉伸和壓縮時(shí)構(gòu)件內(nèi)力、應(yīng)力、變形和強(qiáng)度的計(jì)算。了解剪切和擠壓的概念。掌握剪切和擠壓面的確定方法。掌握簡(jiǎn)單連接件的強(qiáng)度條件和強(qiáng)度計(jì)算。課題1軸向拉伸和壓縮課題2剪切課題1軸向拉伸和壓縮一、軸向拉伸和壓縮的概念二、軸向拉伸(壓縮)時(shí)橫截面上的內(nèi)力三、軸向拉伸和壓縮時(shí)橫截面上的應(yīng)力四、軸向拉伸和壓縮時(shí)的變形五、軸向拉伸和壓縮時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算一、軸向拉伸和壓縮的概念圖20-1一、軸向拉伸和壓縮的概念圖20-2一、軸向拉伸和壓縮的概念圖20-3一、軸向拉伸和壓縮的概念圖20-4二、軸向拉伸(壓縮)時(shí)橫截面上的內(nèi)力1.內(nèi)力2.截面法求內(nèi)力1.內(nèi)力當(dāng)我們用手拉一

25、根橡皮條時(shí)，會(huì)感覺到橡皮條內(nèi)有一種反抗拉長(zhǎng)的力。拉力越大，橡皮條被拉的越長(zhǎng)，這種反抗力也越大。這種由外力引起的在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生的相互作用力，稱為內(nèi)力。軸向拉伸(壓縮)時(shí)的內(nèi)力稱軸力。軸力的正負(fù)規(guī)定：使分離體受拉伸的軸力為正，使分離體受壓縮的軸力為負(fù)。軸力的計(jì)算用截面法。2.截面法求內(nèi)力假想地將桿沿需求內(nèi)力的截面截開，把桿分為兩部分，取其中一部分為研究對(duì)象，此時(shí)，截面上的內(nèi)力被顯示出來，并成為研究對(duì)象上的一個(gè)外力，由靜力學(xué)的平衡方程可求出該內(nèi)力，這種求內(nèi)力的方法叫截面法。三、軸向拉伸和壓縮時(shí)橫截面上的應(yīng)力1.橫截面上的應(yīng)力2.應(yīng)力的單位1.橫截面上的應(yīng)力1)各橫線代表的橫截面在變形后仍為平面，仍垂直于桿軸，只是沿軸向作相對(duì)的移動(dòng)。2)各縱線代表的桿件的縱向纖維都伸長(zhǎng)了相同的長(zhǎng)度。圖20-6四、軸向拉伸和壓縮時(shí)的變形1.絕對(duì)變形2.相對(duì)變形3.泊松比4.胡克定律四、軸向拉伸和壓縮時(shí)的變形圖20-7四、軸向拉伸和壓縮時(shí)的變形圖20-81.絕對(duì)變形變