1、橡皮筋是生活中常見的東西,受力時會發(fā)生形變， 不受力時又恢復(fù)到原來的狀態(tài),撐桿,弓弦,跳板,皮球,第1節(jié) 物體的形變,第二章 材料與結(jié)構(gòu),物體的形變,一. 彈性形變,拉橡皮筋，壓氣球 觀察橡皮筋和氣球發(fā)生了什么變化,力越大，形變效果越明顯,形狀改變,體積改變,1、形變概念：,作用在物體上的力的方式不同， 物體發(fā)生形變的方式也不同。,2、常見形變的種類：,能,不能,彈性形變,非彈性形變,3、彈性限度： 物體受外力作用后會發(fā)生形變 當(dāng)形變過大，超出一定限度， 撤去外力后，物體 ， 這個限度叫做彈性限度。,不能恢復(fù)原來的形變,形變無限度嗎？,觀察竹竿變化,發(fā)生形變后呢？,4、彈力(elastic f

2、orce)：,發(fā)生 的物體由于要 ，對與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力,（初中學(xué)過的拉力、壓力、 支持力都屬于彈力）,恢復(fù)原狀,彈性形變,想一想,所有的物體在受力后都會發(fā)生形變嗎？,如何顯示微小形變？,用手壓桌子, 桌子會發(fā)生形變嗎?,微小形變,二. 拉伸和壓縮的形變,拉橡皮條,橡皮條的拉伸和壓縮,壓橡皮條,壓縮形變,沿橡皮軸線作用一對大小相等，方向相反的外力,分析受力：,拉伸形變,工程中應(yīng)用：,房梁中桿件,斜拉橋中拉索,螺旋起重裝置上的螺桿,建筑物中的支柱,2. 剪切形變、扭轉(zhuǎn)形變和彎曲形變,物體的形變除了拉伸和壓縮，還有,剪 切,扭 轉(zhuǎn),彎 曲,我們常常用剪刀、裁紙刀來剪切物體,

3、建筑工地上，工人們常使用切割機來切斷鋼筋,物體受到什么樣的力才會被剪斷呢？,想一想,剪刀剪切白紙,剪刀上下兩個刀刃 以大小相等、方向相反 作用線間距很小的兩個力作用在白紙上,迫使白紙在兩個力之間的橫斷面mn處發(fā)生相互錯動，直至最后被剪短,剪切形變,產(chǎn)生相對錯動的截面稱為剪切面。 剪切面總是與外力作用線平行， 且位于方向相反的兩外力作用線之間。,這種構(gòu)件隨垂直于軸線的一對大小相等、方向相反、作用線平行且距離很近的力的作用時， 兩個力之間的橫截面沿外力方向發(fā)生相對錯動的變形稱為剪切形變（sheardeformation）。,螺栓,連 接兩塊鋼板的螺栓,其所受外力垂直于螺栓軸 線, 螺栓上半部分與下

4、半部分受到方向相反的 兩個力, 當(dāng)兩個力足夠大時,螺栓將發(fā)生上、下 相對錯動的變形,大橋上連 接兩塊鋼板的鉚釘,承受剪切的構(gòu)件：,做一做,條形橡皮的扭轉(zhuǎn),雙手用力使條形橡皮扭轉(zhuǎn)，左右手的手指所施的力有什么特點？,右手的手指對橡皮施加一個力偶,力偶中兩個力所在的平面跟橡皮的 軸線垂直; 左手的手指對橡皮也施加一個力偶,這個力偶的方向跟前一個力偶相反 橡皮由于受到這兩個力偶的作用,它的任意兩個截面都將繞軸線發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。,條形橡皮的扭轉(zhuǎn),當(dāng)物體在兩端受到一對大小相等、方向相反、作用面都垂直于物體的軸線的力偶作用時，物體的各橫截面繞軸線發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，這種形變稱為扭轉(zhuǎn)形變（torsion deform

5、ation）。,在生活和生產(chǎn)實際中，物體發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變的情況是很多的，例如,用螺絲刀轉(zhuǎn)動螺絲釘時螺絲刀和螺絲釘?shù)男巫?轉(zhuǎn)動方向盤時方向盤軸的形變,螺旋槳轉(zhuǎn)動時它的軸的形變,條形橡皮的彎曲,1.左手將條形橡皮一端按在桌子邊,右手在橡皮另一向下按，兩手所施 的力有什么特點? 2.雙手用力使條形橡皮彎曲,兩手所施的力有什 么特點?,做一做,從實驗中可以看到, 當(dāng)橡皮受到垂直于橡皮軸線的力的作用時, 橡皮的軸線由直線變成曲線, 這種變形叫彎曲變形(bending deformation).,在生活和生產(chǎn)實際中,彎曲形變的事例很多.例如,體操運動員做單杠表演時 單杠的橫杠發(fā)生彎曲;,汽車通過橋梁時,橋梁發(fā)

6、生彎曲,陽臺挑梁受到樓面重量和梁自重的作用,也發(fā)生彎曲,廣 角 鏡,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),鋼筋混凝土是由鋼筋和混凝土兩種受力性能完全不同的材料所組成的?；炷恋目箟耗芰^強而抗拉能力很弱，鋼材的抗拉和抗壓能力都很強，這兩種材料如何結(jié)合在一起工作呢？,鋼筋混凝土梁與純混凝土梁的比較如圖所示,在外力作用下，染在中性層以上部分承受壓力，中性層以下部分承受拉力。,當(dāng)采用純混凝土染時，由于混凝土抗拉強度很低， 在外力不大時，混凝土梁的受拉區(qū)就已經(jīng)開裂。 這種裂縫一旦出現(xiàn)將迅速向上擴展，使梁很快斷裂； 而此時，梁的受壓區(qū)混凝土的抗壓強度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未能被充分利用。,梁的破壞與否完全取決于混凝土的抗拉強度，若將純混凝土

7、梁用于工程中，梁的截面積勢必很大，造成浪費，既不經(jīng)濟又不合理。 而且，這種梁受破壞很突然，沒有預(yù)兆，這是一種脆性破壞。 為了克服這一嚴(yán)重缺點，人們在混凝土梁的受拉區(qū)配置抗拉強度很高的鋼筋，以承提拉力。,從而使鋼筋混凝土梁的承載能力比純混凝土的承載能力大大提高。 這樣，鋼筋和混凝土兩種材料的強度特性均得到了較充分的利用。 此外，在受壓混凝土構(gòu)件中配置抗壓強度較高的鋼筋，也可協(xié)助混凝土承受壓力，提高混凝土柱的壓力。,知 識 擴 展,應(yīng)力和應(yīng)變,物體由于外因(受力、濕度變化等)而變形時，在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，以抵抗這種外因的作用，并力圖使物體從變形后的位置回復(fù)到變形前的位置。 在所考

8、察的截面某一點單位面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力。,應(yīng)力,應(yīng)變,物體受力產(chǎn)生變形時，體內(nèi)各點處變形程度一般并不相同。用以描述一點處變形的程度的力學(xué)量是該點的應(yīng)變。 為此可在該點處到一單元體，比較變形前后單元體大小和形狀的變化。,課 堂 小 結(jié),1. 物體在力的作用下，會發(fā)生形變。,2. 沿物體軸線作用一對大小相等、方向相反的外力，物體將發(fā)生伸長或縮短變形，這種變形稱為拉伸形變或壓縮形變。,3. 物體受垂直于物體軸線的一對大小相等、方向相反、作用線平等且距離很近的力的作用時，兩個力之間的橫截面沿外力方向發(fā)生相對錯動的變形稱為剪切形變。,4. 當(dāng)物體在兩端受到一對大小相等、方向相反、作用面都垂直于物體的軸線

9、的力偶作用時，物體的各橫截面繞軸線發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，這種形跡稱為扭轉(zhuǎn)形變。,5. 當(dāng)物體受到垂直于物體軸線的力的作用時，物體的軸線由直線變成曲線，這種變形叫彎曲形變。,課 堂 練 習(xí),BC,課 堂 練 習(xí),C,課 堂 練 習(xí),BCD,課 堂 練 習(xí),4、書放在桌面上，會受到桌面對它的彈力作用，產(chǎn)生這個彈力的直接原因是（ ） A書的形變 B桌面的形變 C書受到的重力 D桌面受到的重力,B,課后習(xí)題,解答：用手提重物，手臂就發(fā)生拉伸形變； 用扁擔(dān)挑重物，扁擔(dān)發(fā)生彎曲形變 實際形變事例中有很多是組合形變， 如教材圖2.1-8丁中的陽臺挑梁， 既有彎曲形變又有剪切形變。,1.請你說一說在日常生活和生產(chǎn)實際中, 還有哪些形變的例子,并說出是哪種形變,解答：打孔器能把物體打出孔來， 是由于打孔器使物體發(fā)生剪切形變。,2.辦公用品店有一種在紙上打孔的器械 ，觀察它的結(jié)構(gòu),說說它為什么能打出孔,解答：應(yīng)按乙的方式。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能提高構(gòu)件的強度， 是利用了鋼材抗拉能力強的特點。 由于預(yù)制樓板主要是受到本身的重力以及它上面其它物體對它的壓力的作用， 它的上部受壓，而下部