力矩和力偶PPT精選文檔

1、1推門推門 一、一、力矩力矩 21、力矩的定義、力矩的定義 、符號(hào)、符號(hào) 、計(jì)算公式、計(jì)算公式 ；2、力矩的計(jì)算方法；、力矩的計(jì)算方法；3、了了解合力矩定理的定義解合力矩定理的定義、應(yīng)用。應(yīng)用。 一、一、力矩力矩 3從實(shí)踐中知道：從實(shí)踐中知道： - 力力 能使物體能使物體 開門開門 或或 關(guān)門關(guān)門用用 扳手?jǐn)Q螺母扳手?jǐn)Q螺母 移動(dòng)移動(dòng) - 踢足球踢足球轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng) - 1、什么是力矩？（定義）、什么是力矩？（定義） 力使物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)的效應(yīng)，稱為力使物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)的效應(yīng)，稱為 力對(duì)點(diǎn)之矩力對(duì)點(diǎn)之矩 ， 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱 。 符號(hào)：符號(hào)： MO(F)力矩力矩定義定義4實(shí)例：實(shí)例： 扳手?jǐn)Q螺母的過(guò)程扳手?jǐn)Q螺母的過(guò)程

2、： 力力 F 越大，轉(zhuǎn)動(dòng)越快越大，轉(zhuǎn)動(dòng)越快力臂力臂 r 大大，轉(zhuǎn)動(dòng)也越快；，轉(zhuǎn)動(dòng)也越快； 2、力矩大小、力矩大小 與哪些因素與哪些因素 有關(guān)？有關(guān)？rr力矩大小力矩大小 - 與與 力力F 、力臂、力臂 r 有關(guān)有關(guān)5 r 力臂，力臂，O點(diǎn)到力點(diǎn)到力F作用線的垂直距離作用線的垂直距離力臂力臂 rFO點(diǎn)點(diǎn)（矩心）（矩心）6 MO(F) = F r F 力的大小力的大小 O點(diǎn)點(diǎn) 矩心；矩心； r 力臂力臂3、力矩力矩 的計(jì)算公式的計(jì)算公式 力臂力臂 rF7力矩的轉(zhuǎn)向力矩的轉(zhuǎn)向 （正負(fù)號(hào)）（正負(fù)號(hào)） 規(guī)定規(guī)定：力使物體繞矩心作逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，力使物體繞矩心作逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)， 力矩取正號(hào)，力矩取正號(hào)，反

3、之取負(fù)號(hào)。反之取負(fù)號(hào)。力矩的轉(zhuǎn)向力矩的轉(zhuǎn)向 逆時(shí)針逆時(shí)針 +順時(shí)針順時(shí)針 -r8（1） F = 0，力矩為零；，力矩為零； （2）力臂力臂r = 0 力矩為零；力矩為零； （ 力的作用線通過(guò)矩心時(shí)，力的作用線通過(guò)矩心時(shí)， 力臂力臂 r =0 ） 力矩力矩 = 0rr思考思考 ？公式：公式：MO(F) = F r 力矩與力矩與矩心矩心O的位置的位置 有關(guān)有關(guān) .9 力矩的力矩的計(jì)算公式：計(jì)算公式：（根據(jù)力矩的（根據(jù)力矩的定義定義） MO(F) = F r 任務(wù)任務(wù) 二：二： 實(shí)例實(shí)例 - 練習(xí)冊(cè)練習(xí)冊(cè)P15 2 - 70 r10 力矩的力矩的計(jì)算公式：計(jì)算公式： （根據(jù)力矩的（根據(jù)力矩的定義定義

4、） MO(F) = F r r = L r = 0r = L sina r任務(wù)任務(wù) 二：二： 實(shí)例實(shí)例 - 練習(xí)冊(cè)練習(xí)冊(cè)P15 2 - 70MO(F) = + F r = F LMO(F) = 0 MO(F)= +F r = F L sina 力力的作用線通過(guò)矩心時(shí)，的作用線通過(guò)矩心時(shí)，力臂力臂 r = 011三角函數(shù)三角函數(shù) 對(duì)邊對(duì)邊Sin= 斜邊斜邊 鄰邊鄰邊Cos = 斜邊斜邊對(duì)邊對(duì)邊斜邊斜邊鄰邊鄰邊 復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí)12 合力合力對(duì)任一點(diǎn)之矩，等于對(duì)任一點(diǎn)之矩，等于各分力各分力對(duì)同一點(diǎn)之矩的代數(shù)和。對(duì)同一點(diǎn)之矩的代數(shù)和。 在計(jì)算力矩時(shí)，在計(jì)算力矩時(shí)，若力臂若力臂 不容易求出不容易求出，常將，

5、常將合力分解為：兩個(gè)容易確定力臂的分力（通常是正合力分解為：兩個(gè)容易確定力臂的分力（通常是正交分解），然后應(yīng)用合力矩定理交分解），然后應(yīng)用合力矩定理 - 計(jì)算力矩。計(jì)算力矩。 二、合力矩定理二、合力矩定理用途用途合力合力F1 F2 各合力各合力13 二、合力矩定理二、合力矩定理M Mo o（F F) ) = M= Mo o(F(Fh h) ) + + M Mo o(F(Fr r) ) 在力臂不容易求出時(shí)在力臂不容易求出時(shí)合力合力合力合力分力分力14方法方法1 在力臂已知或容易求出時(shí)，按在力臂已知或容易求出時(shí)，按力矩定義力矩定義 計(jì)算計(jì)算 力矩計(jì)算公式：力矩計(jì)算公式： MO(F) = F r任務(wù)

6、三：小結(jié)任務(wù)三：小結(jié) - 求力矩的方法求力矩的方法M Mo o（F F) ) = M= Mo o(F(F1 1 ) ) + + M Mo o( F( F2 2 ) ) 方法方法2 在力臂不容易求出時(shí)，按在力臂不容易求出時(shí)，按合力矩定理合力矩定理求解求解 。15攻螺紋力偶實(shí)例 二、二、力力 偶偶16 二、二、力力 偶偶用兩個(gè)手指擰動(dòng)水龍頭用兩個(gè)手指擰動(dòng)水龍頭 司機(jī)兩手轉(zhuǎn)動(dòng)司機(jī)兩手轉(zhuǎn)動(dòng) 汽車汽車 方向盤方向盤 工人用絲錐攻螺紋工人用絲錐攻螺紋 17力偶力偶 - 由兩個(gè)大小相等、方向相反的平行力組成的二力。由兩個(gè)大小相等、方向相反的平行力組成的二力。 符號(hào)（符號(hào)（ F, F ） 兩個(gè)力之間的垂直距離

7、兩個(gè)力之間的垂直距離 - 力偶臂力偶臂 兩個(gè)力兩個(gè)力 所決定的平面所決定的平面 - 力偶的作用面力偶的作用面。 1、力力 偶的定義偶的定義 力偶三要素：力偶三要素： 力偶的大小、轉(zhuǎn)向、作用面。力偶的大小、轉(zhuǎn)向、作用面。 18力偶矩力偶矩 - - 力偶對(duì)物體轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)力偶對(duì)物體轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)的度量的度量 。 符號(hào)：符號(hào)：M或或M （ F ， F ) ) 與力矩產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)相同與力矩產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)相同 。力偶矩：力偶矩： M =Fd 2、力力偶矩偶矩計(jì)算公式：計(jì)算公式：力偶力偶 （ F ， F ) 對(duì)平面內(nèi)任意一點(diǎn)對(duì)平面內(nèi)任意一點(diǎn)o的的力矩力矩 19力偶矩：力偶矩： M =Fd 2、力力偶矩偶矩Mo (

8、F，F(xiàn)) = M0 （ F）+ M0（F ） = - F（d+a）+ F a = - F d （負(fù)號(hào)（負(fù)號(hào)-順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng))計(jì)算公式：計(jì)算公式：力偶力偶 （ F ， F ) 對(duì)平面內(nèi)任意一點(diǎn)對(duì)平面內(nèi)任意一點(diǎn)o的的力矩力矩 20力偶矩力偶矩 - - 力偶對(duì)物體轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)力偶對(duì)物體轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)的度量的度量 。 與力矩產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)相同與力矩產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)相同 。力偶矩：力偶矩： M =Fd注意：注意：（1）力偶的作用效果力偶的作用效果 - 與力與力F、力偶臂（、力偶臂（d）有關(guān)）有關(guān) 與矩心無(wú)關(guān)與矩心無(wú)關(guān)（2） 規(guī)定：順時(shí)針為負(fù)，逆時(shí)針為正。規(guī)定：順時(shí)針為負(fù)，逆時(shí)針為正。 - 與力矩與力矩 相同相

9、同 2、力力偶矩偶矩211）力矩）力矩 MO(F) = F r - 其大小、轉(zhuǎn)向其大小、轉(zhuǎn)向 與矩心的選擇有關(guān)。與矩心的選擇有關(guān)。2）力偶矩）力偶矩 M = Fd - 其大小、轉(zhuǎn)向其大小、轉(zhuǎn)向與矩心無(wú)關(guān)。與矩心無(wú)關(guān)。 力矩、力矩、力力偶矩偶矩 的區(qū)別的區(qū)別r22平移定理：平移定理：作用于剛體上的力，可平移到剛體上的作用于剛體上的力，可平移到剛體上的任一點(diǎn)，任一點(diǎn)，但必須附加一力偶但必須附加一力偶，其附加力偶矩等于原，其附加力偶矩等于原力對(duì)平移點(diǎn)的力矩力對(duì)平移點(diǎn)的力矩 。 附加力偶矩為：附加力偶矩為： M = Fd = MO(F) 力的平移定理力的平移定理 M = + Fd = MO(F)23單

10、手攻螺紋時(shí)鉸杠的受力單手攻螺紋時(shí)鉸杠的受力單手攻螺紋時(shí)鉸杠的受力力向一點(diǎn)平移的結(jié)果力向一點(diǎn)平移的結(jié)果 - 應(yīng)用應(yīng)用 因?yàn)樽饔迷诎迨忠欢艘驗(yàn)樽饔迷诎迨忠欢说牧Φ牧 F 與作用點(diǎn)與作用點(diǎn)0 0的一的一個(gè)力個(gè)力F F和一個(gè)力偶和一個(gè)力偶M M 等效等效，這個(gè)力偶使絲，這個(gè)力偶使絲錐轉(zhuǎn)動(dòng)，而錐轉(zhuǎn)動(dòng)，而力力F F卻易使卻易使絲錐產(chǎn)生折斷。絲錐產(chǎn)生折斷。課本課本 P1924動(dòng)畫動(dòng)畫分析單手用絲錐攻螺紋分析單手用絲錐攻螺紋251、平衡方程的定義、平衡方程的定義、意義。意義。2、力在坐標(biāo)軸上的投影。、力在坐標(biāo)軸上的投影。3、建立平衡方程，、建立平衡方程，求出未知力。求出未知力。26是通過(guò)是通過(guò)力在坐標(biāo)軸上的

11、投影力在坐標(biāo)軸上的投影為基礎(chǔ)建立起來(lái)的。為基礎(chǔ)建立起來(lái)的。 27已知已知 力力F 作用于構(gòu)件點(diǎn)作用于構(gòu)件點(diǎn)A （圖（圖a） 建立平面直角坐標(biāo)系建立平面直角坐標(biāo)系 0 xy (圖圖b) 1、力、力F 在坐標(biāo)軸在坐標(biāo)軸x、y軸上的軸上的 投影投影兩個(gè)分力：兩個(gè)分力：注意：分力有方向注意：分力有方向 28(1）力）力F 在在X軸軸上投影上投影- FX 表示表示 在在Y軸軸上投影上投影 - FY 表示表示（2）正負(fù)規(guī)定）正負(fù)規(guī)定 ：投影的指向與坐標(biāo)軸投影的指向與坐標(biāo)軸正向一致正向一致為正值；為正值； 反之為負(fù)。反之為負(fù)。1、力、力F 在坐標(biāo)軸在坐標(biāo)軸x、y軸上的軸上的 投影投影FX= + F cos

12、Fy= + F sin 注意：注意：投影只有大小投影只有大小 29平衡方程平衡方程（一般式一般式） Fx0 兩個(gè)投影方程兩個(gè)投影方程 Fy=0 MO(F)0 一個(gè)力矩方程一個(gè)力矩方程或2、 平衡力系的平衡條件平衡力系的平衡條件 平衡條件：平衡條件： 作用于剛體上的合力作用于剛體上的合力 FR =0 合力偶矩合力偶矩 M =030 （1）確定研究對(duì)象，受力分析確定研究對(duì)象，受力分析（ ），）， 畫出受力圖畫出受力圖 根據(jù)根據(jù) 約束類型約束類型 畫約束反力畫約束反力 或3、建立平衡方程的、建立平衡方程的 步驟步驟（2 2）建立坐標(biāo)系建立坐標(biāo)系（3 3）列平衡方程，列平衡方程，求未知量。求未知量。主

13、動(dòng)力、主動(dòng)力、約束反力約束反力311、如圖，求、如圖，求A、B支座的約束反力，支座的約束反力，并在原圖中畫出來(lái)并在原圖中畫出來(lái) 。 練習(xí)冊(cè)練習(xí)冊(cè)P18六六 計(jì)算題計(jì)算題1、a）- 平面受平行力時(shí)平面受平行力時(shí) 的的平衡方程平衡方程例題例題32橋梁橋梁 - 如圖。如圖。橋梁橋梁的受力的受力- 平行力平行力 FAFByx- 平面受平行力時(shí)平面受平行力時(shí) 的的平衡方程平衡方程例題例題33如圖，求如圖，求A、B支座的約束反力，并在原圖中畫出來(lái)支座的約束反力，并在原圖中畫出來(lái) 。解：解： 在原圖中畫受力圖，在原圖中畫受力圖，- 取取A點(diǎn)坐標(biāo)原點(diǎn)點(diǎn)坐標(biāo)原點(diǎn)O平衡方程平衡方程 F y0 FA + FB F = 0 -M0(F)0 FB 2L F L = 0 - 由由 式式 F FB B = 1/2 = 1/2F F ( (N N ) ) 式式 F FA A = 1/2 = 1/2F F ( (N N ) )FAFByx- 平面受平行力時(shí)平面受平行力