工程力学教案(静力学)

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1、.大学教案2012～2013学年第1学期教学单位课程名称工程力学计划学时32授课班级主讲教师职称使用教材课程名称：工程力学教学内容第1章静力学基础第2章平面汇交力系第3章力矩与平面力偶系第4章平面任意力系第5章摩擦第6章空间力系和重心课次1授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排8教学目的及要求使学员掌握力、力矩、力偶的概念及其性质，掌握静力学公理；掌握平面任意力系的简化，平面力系的平衡方程及应用，静定与超静定问题，物系的平衡，考虑摩擦时的平衡问题；掌握力在空间直角坐标轴上的投影和力对轴之矩,掌握空间力系平衡方程的应用。教学重点及难点1、应用静力学公理并根据约束条

2、件进行受力分析；2、平面任意力系的简化，平面力系的平衡方程及应用；3、空间力系平衡方程的应用。教学过程新课导言：一、工程力学的性质和任务1．工程力学是一门研究物体机械运动一般规律和构件承受载荷能力的科学。（1）机械运动：物体在空间的位置随时间变化的运动。（静止可看成运动的特殊情况）（2）构件的承载能力：构件的强度——正常工作不破坏；构件的刚度——正常工作不发生过度变形；构件的稳定性——正常工作条件下能保持原有平衡状态而不丧失稳定性。2．工程力学既研究物体的受力、平衡、运动，又研究物体在安全、经济条件下的承载能力。因此，它是一门与人们的日常生活和生产实际联系紧密、实用性很强的科学。3．工程

3、力学是一门技术基础课程，它起着承上（基础课程）启下（专业课程）的作用。二、工程力学的研究内容1.静力学：研究物体的受力，力系简化和平衡。2.运动学：研究物体的运动规律(速度、加速度、运动方程)。3.动力学：研究物体运动的变化与受力之间的关系。4.材料力学：研究物体在安全、经济条件下的强度、刚度、稳定性问题。三、学习、研究方法1.注重观察和实验。2.抓住主要因素，忽略次要因素，建立抽象化的力学模型。3.严密的数学推导。4.结论、公式的实际应用。四、学习要求1.理解、掌握基本概念和基本理论。2.学会应用所学的理论、公式来解决实际问题。3.要完成一定数量的练习（起码要独立完成作业）。新课内容：

4、第1章静力学基础一、力的概念1.力的定义：力是物体之间的相互机械作用。机械作用大致分两类：一类是接触作用，一类是场对物体的作用。力的作用效应：一是运动状态的改变——运动效应（或称外效应）；另一个是物体形状的改变——变形效应（或称内效应）。2.力的三要素：力的大小——作用效应的强弱程度；力的方向——力作用的方位和指向；力的作用点——力的作用位置。几何法3.力的表示方法：矢量表示法解析法二、力的性质1.性质1（二力平衡公理）2.性质2（加减平衡力系公理）推论1（力的可传性）刚体上的力可沿其作用线移动到该刚体上任一点而不改变此力对刚体的作用效应。3.性质3（力的平行四边形公理）推论2（三力平衡

5、汇交定理）刚体受三个共面但互不平行的力作用而平衡时，三力必汇交于一点。4.性质4（作用与反作用公理——牛顿第三定律）三、力对点之矩：1、力矩的概念：力对点之矩是度量力使刚体绕某点转动效应的物理量。2、力矩的性质3、合力矩定理：平面汇交力系的合力对平面内任一点的矩，等于力系中各分力对于该点力矩的代数和。四、力偶：1、力偶的概念：一对大小相等、指向相反的平行力组成的特殊力系称为力偶。2、力偶的性质（1）力偶在任一轴上的投影的代数和为零。（2）力偶对于其作用面内任意点之矩与该点的位置无关，恒等于力偶矩。3、平面力偶系的合成：平面力偶系合成的结果为一合力偶，合力偶矩等于各分力偶矩的代数和。五、力

6、的平移定理：作用在刚体上的力可以从原作用点等效地平移到刚体内任一指定点，但必须在该力与指定点所决定的平面内附加一力偶，其力偶矩等于原力对于指定点之矩。六、约束和约束力：1、约束的概念：一个物体的运动受到周围其它物体的限制，这种限制条件称为约束。2、约束力的概念：约束作用于运动物体上的限制其运动的力。3、约束的种类：（1）柔性约束（2）光滑接触面约束（3）圆柱形铰链约束（4）固定端约束：七、按照画受力图的步骤画出受力图1、选定研究对象，并单独画出其分离体图；2、在分离体上画出所有作用于其上的主动力（一般为已知力）；3、在分离体的每一处约束处，根据约束的特征画出其约束力。第2章平面汇交力系一

7、、平面力系的分类1、平面汇交力系：各个力的作用线都汇交于一点。2、平面平行力系：各个力的作用线都相互平行。3、平面力偶系：平面内各个力组成了一组力偶。4、平面任意力系：各个力的作用线在平面内任意分布。二、平面任意力系向一点简化：平面力系向一点（简化中心）简化的一般结果是一个力和一个力偶；这个力作用于简化中心，称为原力系的主矢，它等于原力系中所有各力的矢量和；这个力偶称为原力系对简化中心的主矩，它等于原力系中所有各力对于简化中心力矩的