工程力学教案3.docxVIP

河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 机械工程学院教案 课程名称 工程力学 编号 03 授课时间 班 级 基本课题 3力矩与力偶 目的要求 1．熟练区分力矩与力偶 2．熟练区分力矩和力偶的作用效果 主要内容及重点难点 1．引入案例：压水井 2．力矩与合力矩定理 3．力偶与合力偶矩定理 教学方法及教学手段 讲授法 多媒体教学手段 作业（思考题） 1-5、1-6 教师签名 年 月 日 三 力矩与力偶 一 力对点之矩 力F的大小与O点到力作用线距离d的乘积，称为力F对O点之矩。 O点称为矩心。 力使物体绕矩心逆时针方向转动时为正，顺时针方向转动时为负。 注意： 力矩在下列两种情况下等于零： （1）力的大小等于零； （2）力的作用线通过矩心，即力臂等于零。 当力沿其作用线移动时，力对点之矩不变。 二 合力矩定理 平面汇交力系的合力 对于平面内任一点之矩等于各分力(Fi)对同一点之矩的代数和。 Mo (F)=∑Mo(Fi) 举例： MB(F)= -Fd = -Fbcosα 举例：力矩的应用 古希腊伟大的物理学家阿基米德说：给我一个支点，我可以撬起地球。 案例引入： 传统压水井在生活中的应用 刹车踏板如图所示，已知F=300N，与水平线夹角? =30°，a=0.25m，b=c=0.05m，推杆顶力为水平方向。试求踏板平衡时，推杆顶力Fs的大小。 三 力偶 大小相等，方向相反，作用线平行但不在同一条直线上的两个力组成的力系。用(F,F)表示。 性质： 力偶在任一轴上的投影为零。力偶没有合力。力偶不能与一个力等效，也不能与一个力平衡，力偶只能与力偶平衡。（投影为0） 力偶对作用面内任一点之矩与矩心位置无关，且恒等于力偶矩矢量M，因此，力偶矩矢量是力偶对物体转动效应的度量。 作用在同一平面内的两个力偶，如果它们力偶矩的大小相等，转向相同，则这两个力偶等效。这 原理： 所有的力对O点之矩的代数和为零。 力偶不能与一个力等效，也不能和一个力平衡，力偶只能与力偶平衡。 力偶矩是力偶对刚体转动效应的度量，且与转动中心无关。 就是力偶的等效性。 推论：保持力偶矩不变，分别改变力和力偶臂大小，其作用效果不变 四 力矩与力偶的区别 力矩是力对点之矩，绕矩心旋转；力偶是一对力，用力偶矩来衡量力偶的作用效果，绕力偶中心旋转。 五 和力偶矩定理 平面力偶系的合成——合力偶矩等于各分力偶矩的代数和。 M = M 1+ M 2 +……… + M n = ∑ M i 六 例题讲解 只要保持力偶矩不变，力偶可在作用面内任意转动，其对刚体的作用效果不变。 力偶对刚体的转动效应完全取决于力偶矩的大小和力偶的转向两个要素。