第二次習(xí)題課工程力學(xué)

1、 工程力學(xué)工程力學(xué) 第二章第二章 習(xí)題課習(xí)題課 劉、鞏劉、鞏 用解析法求平面匯交力系的合力時(shí),若取不同的直角坐標(biāo)軸,所求得的合力是否相同?答：相同?？陀^存在不依人們研究問(wèn)題的方法(所選坐標(biāo)系)轉(zhuǎn)移。 工程力學(xué)工程力學(xué) 第二章第二章 習(xí)題課習(xí)題課 劉、鞏劉、鞏 如果平面匯交力系的各力在任意兩個(gè)互不平行的如果平面匯交力系的各力在任意兩個(gè)互不平行的坐標(biāo)軸上投影的代數(shù)和等于零坐標(biāo)軸上投影的代數(shù)和等于零, ,該力系是否平衡該力系是否平衡? ?平衡，所有各力在兩個(gè)坐標(biāo)軸上投影的代數(shù)和為平衡，所有各力在兩個(gè)坐標(biāo)軸上投影的代數(shù)和為零零 工程力學(xué)工程力學(xué) 第二章第二章 習(xí)題課習(xí)題課 劉、鞏劉、鞏 鉗工在用絲錐攻

2、內(nèi)螺紋是鉗工在用絲錐攻內(nèi)螺紋是, ,一定要用兩只手轉(zhuǎn)動(dòng)絲錐手柄一定要用兩只手轉(zhuǎn)動(dòng)絲錐手柄, ,而不允許用一而不允許用一 只手操作只手操作, ,是什么道理是什么道理? ? 單手旋轉(zhuǎn)鉸手手柄時(shí)，因?yàn)槭直鷨蝹?cè)受力造成不平衡，單手旋轉(zhuǎn)鉸手手柄時(shí)，因?yàn)槭直鷨蝹?cè)受力造成不平衡，絲錐不容易垂直于孔口平面。極易造成螺紋孔歪斜，嚴(yán)絲錐不容易垂直于孔口平面。極易造成螺紋孔歪斜，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成折斷絲錐的事故。重時(shí)會(huì)造成折斷絲錐的事故。 工程力學(xué)工程力學(xué) 第二章第二章 習(xí)題課習(xí)題課 劉、鞏劉、鞏 簡(jiǎn)述平面力系平衡問(wèn)題的解題步驟簡(jiǎn)述平面力系平衡問(wèn)題的解題步驟 工程力學(xué)工程力學(xué) 第二章第二章 習(xí)題課習(xí)題課 劉、鞏劉、鞏 1

3、)1)弄清題意，明確已知量和待求量；弄清題意，明確已知量和待求量； (2)(2)恰當(dāng)選取研究對(duì)象，明確所研究的物體；恰當(dāng)選取研究對(duì)象，明確所研究的物體； (3)(3)正確畫(huà)出研究對(duì)象的受力圖（主動(dòng)力，正確畫(huà)出研究對(duì)象的受力圖（主動(dòng)力，約束力，二力構(gòu)件等）；約束力，二力構(gòu)件等）； 4 4合理選取坐標(biāo)系，列平衡方程并求解；合理選取坐標(biāo)系，列平衡方程并求解； (5)(5)對(duì)結(jié)果進(jìn)行必要的分析和討論。對(duì)結(jié)果進(jìn)行必要的分析和討論。 工程力學(xué)工程力學(xué) 第二章第二章 習(xí)題課習(xí)題課 劉、鞏劉、鞏 * *幾何法解題的主要步驟：幾何法解題的主要步驟：（1 1）選研究對(duì)象、并畫(huà)出簡(jiǎn)圖。）選研究對(duì)象、并畫(huà)出簡(jiǎn)圖。 （

4、2 2）畫(huà)出受力圖。）畫(huà)出受力圖。 （3 3）作力多邊形，選擇適當(dāng)?shù)谋壤?。作出該力系的封閉力多邊）作力多邊形，選擇適當(dāng)?shù)谋壤?。作出該力系的封閉力多邊形或封閉力三角形。必須注意，作圖時(shí)總是從已知力開(kāi)始。根據(jù)形或封閉力三角形。必須注意，作圖時(shí)總是從已知力開(kāi)始。根據(jù)矢序規(guī)則和封閉特點(diǎn)，就可以確定末知力的指向。矢序規(guī)則和封閉特點(diǎn)，就可以確定末知力的指向。 （4 4）求出未知數(shù)。用比例尺和量角器在圖上量出未知量，或者用）求出未知數(shù)。用比例尺和量角器在圖上量出未知量，或者用三角公式計(jì)算出來(lái)。三角公式計(jì)算出來(lái)。 幾何法解題不足：幾何法解題不足： 作圖要求精度要求高，當(dāng)精度不夠時(shí)，誤差大。作圖要求精度要求

5、高，當(dāng)精度不夠時(shí)，誤差大。 不能表達(dá)各個(gè)量之間的函數(shù)關(guān)系。不能表達(dá)各個(gè)量之間的函數(shù)關(guān)系。 工程力學(xué)工程力學(xué) 第二章第二章 習(xí)題課習(xí)題課 劉、鞏劉、鞏 切菜刀的刀口做得很薄。切菜刀的刀口做得很薄。 為什么？為什么？答：答：菜刀的刀刃是用來(lái)切削食物的，刀刃的截面是一個(gè)三角形，菜刀的刀刃是用來(lái)切削食物的，刀刃的截面是一個(gè)三角形，且刀尖非常銳利，即三角形頂角且刀尖非常銳利，即三角形頂角很小，當(dāng)我們使用菜刀切削食很小，當(dāng)我們使用菜刀切削食物，給刀刃施加力物，給刀刃施加力F F時(shí)，首先，這個(gè)力作用在食物上，對(duì)食物產(chǎn)生時(shí)，首先，這個(gè)力作用在食物上，對(duì)食物產(chǎn)生很大的壓強(qiáng)，從而把食物切開(kāi)，同時(shí)，這個(gè)力會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)

6、效果，很大的壓強(qiáng)，從而把食物切開(kāi)，同時(shí)，這個(gè)力會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)效果，這就使刀刃的兩側(cè)面的推壓作用力這就使刀刃的兩側(cè)面的推壓作用力F1F1、F2F2為為F F的兩個(gè)分力，若刀刃的兩個(gè)分力，若刀刃的截面是等腰三角形，根據(jù)力的平行四邊形定則可知的截面是等腰三角形，根據(jù)力的平行四邊形定則可知F1=F2=F/2Cos F1=F2=F/2Cos 。因此，。因此，越小，刀刃越鋒利，菜刀越容易切削食越小，刀刃越鋒利，菜刀越容易切削食物，但刀刃的強(qiáng)度和鋼度要相對(duì)減弱，我們磨刀的目的就是減小物，但刀刃的強(qiáng)度和鋼度要相對(duì)減弱，我們磨刀的目的就是減小刀刃的頂角。刀刃的頂角。劈柴刀的刀口角度很大劈柴刀的刀口角度很大？為什么？

7、為什么？考慮摩擦?xí)r物體的平衡問(wèn)題考慮摩擦?xí)r物體的平衡問(wèn)題1 1問(wèn)題中含有可能發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的摩擦面，因問(wèn)題中含有可能發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的摩擦面，因此存在摩擦力。此存在摩擦力。2 2受力圖中要畫(huà)出摩擦力，摩擦力總是沿著接受力圖中要畫(huà)出摩擦力，摩擦力總是沿著接觸面的切線方向并與物體相對(duì)滑動(dòng)或相對(duì)滑動(dòng)觸面的切線方向并與物體相對(duì)滑動(dòng)或相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)的方向相反，不能隨意假定摩擦力的方向。趨勢(shì)的方向相反，不能隨意假定摩擦力的方向。3 3物體接觸面間的摩擦力，是一對(duì)作用力與反物體接觸面間的摩擦力，是一對(duì)作用力與反作用力。作用力。4 4摩擦力摩擦力F Ff f大小是在大小是在00F F f f F Ff maxf ma

8、x之間變化，之間變化，只有在臨界狀態(tài)才能使用只有在臨界狀態(tài)才能使用F Ffmaxfmaxs sF FN N。即研究。即研究物體平衡時(shí)，可列出物體平衡時(shí)，可列出F Ffmaxfmaxs sF FN N作為補(bǔ)充方程。作為補(bǔ)充方程。 2 2自鎖自鎖 如果作用于物體上全部主動(dòng)力的合力如果作用于物體上全部主動(dòng)力的合力F FQ Q的作用的作用線在摩擦角之內(nèi)（如下圖所示），則無(wú)論這個(gè)力怎樣大，線在摩擦角之內(nèi)（如下圖所示），則無(wú)論這個(gè)力怎樣大，總有反力總有反力F FR R與之平衡，物體保持靜止與之平衡，物體保持靜止, ,這種現(xiàn)象稱為自鎖。這種現(xiàn)象稱為自鎖。 物體的自鎖條件是：物體的自鎖條件是： 斜面自鎖常用材

9、料的摩擦因數(shù)參考值 工程力學(xué)工程力學(xué) 第二章第二章 習(xí)題課習(xí)題課 劉、鞏劉、鞏 工程力學(xué)工程力學(xué) 第二章第二章 習(xí)題課習(xí)題課 劉、鞏劉、鞏 工程力學(xué)工程力學(xué) 第二章第二章 習(xí)題課習(xí)題課 劉、鞏劉、鞏 繩索ACB的兩端A、B分別固定在水平面上,中點(diǎn)受鉛垂力P作用,則AB兩點(diǎn)相距愈遠(yuǎn)繩索愈容易被拉斷？答：是 【例【例2323】圖示吊車(chē)梁】圖示吊車(chē)梁, , 當(dāng)已知橫梁當(dāng)已知橫梁ABAB自重自重G G1 14kN4kN，載荷，載荷G G2 220kN20kN，梁長(zhǎng)，梁長(zhǎng)L L3m3m，載荷距，載荷距A A端距離端距離x x2m2m， ，試分析橫梁，試分析橫梁ABAB的受力情況，并計(jì)算拉桿的受力情況，并

10、計(jì)算拉桿BCBC的拉力及的拉力及A A端固定鉸鏈支座的約束反力。拉桿端固定鉸鏈支座的約束反力。拉桿BCBC自重不計(jì)。自重不計(jì)。o30o30 解：解： 用平面任意力系平衡方程基本形式計(jì)算。用平面任意力系平衡方程基本形式計(jì)算。1 1取梁取梁ABAB為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，畫(huà)出受力圖。為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，畫(huà)出受力圖。2 2建立坐標(biāo)系。建立坐標(biāo)系。3 3列平衡方程并求解：列平衡方程并求解：由由 F F x x 0 0 ， 得得F FR A xR A xF FB CB Cc o s 3 0c o s 3 0 0 0 （1 1）由由F F y y0 0， 得得F FRAyRAyF FBCBCsin

11、30sin30G G1 1G G2 20 0 （2 2）由由M MA A（F Fi i）0 0，得，得F FBCBCL Lsin30sin30G G1 1G G2 2 x x0 0 （3 3）由式（由式（3 3） 得得 F Fs sG1G1G2G230.67kN30.67kN將將F FBCBC值分別代入（值分別代入（1 1）和（）和（2 2）式可得）式可得 F FRAxRAxF FBCBCcos30cos3026.56 kN26.56 kN F FRAyRAyG G1 1G G2 2F FBCBCsin30sin308.67 kN8.67 kN 工程力學(xué)工程力學(xué) 第二章第二章 習(xí)題課習(xí)題課 劉、鞏劉、鞏 工程力學(xué)工程力學(xué) 第二章第二章 習(xí)題課習(xí)題課 劉、鞏劉、鞏 工程力學(xué)工程力學(xué) 第二章第二章 習(xí)題課習(xí)題課 劉、鞏劉、鞏 工程力學(xué)工程力學(xué) 第二章第二章 習(xí)題課習(xí)題課 劉、鞏劉、鞏 工程力學(xué)工程力學(xué) 第二章第二章 習(xí)題課習(xí)題課 劉、鞏劉、鞏