1、教 案 用 纸机械工程基础（静力学）绪论 第 一 章 第 1 节学科机械工程基础 课 题 1绪论 2力的概念及静力学公理授 课 时 数 2 累计时间 2授 课 日 期 授课班级 数控 50303教 学 目 的与 要 求1了解本课程的研究对象、主要内容、性质和任务2了解工程力学的性质、内容3明确力的概念、刚体概念和平衡的概念4掌握静力学基本公理教 学 重 点与 难 点重点：静力学基本公理难点：静力学基本公理授 课 方 法 讲授教 具 执行后摘记教 案 用 纸机械工程基础（静力学）绪论一、本课程的研究对象机械。是指机器与机构的总称。二、本课程的主要内容1工程力学2机械工程材料及热加工3常用机构和机
2、械传动4联接与轴系零部件三、本课程的性质和任务1性质：是工科有关专业的一门重要技术基础课。2任务1）初步掌握分析解决工程实际中简单力学问题的方法；2）初步掌握对杆件进行强度和刚度计算的方法；3）掌握常用机械工程材料的性能、用途及选用原则，初步掌握机械零件毛坯的基本知识；4）掌握常用机构和通用机械零件的基本知识，初步具有分析、选用和设计机械零件及简单机械传动装置的能力。第一篇 工程力学第一章 静力学基础1-1 力的概念及静力学公理教 案 用 纸机械工程基础（静力学）一、力的概念1力的定义：力是物体之间的相互机械作用。作用效果：使物体的运动状态发生变化（运动效应）或使物体产生变形（变形效应）。静力
3、学只讨论力的运动效应。2力的三要素：大小、方向、作用点。力是具有大小和方向的量，所以力是矢量。一般情况下，其大小、方向和作用点不能随意变动，是固定矢量。不是自由矢量。3力的单位：国际单位制：牛顿（N）；千牛顿（kN）， 1kN=103N。4力的图示：力的三要素可以用有向线段来表示。 （P4 图 1-1）5刚体：在力的作用下其大小和形状均保持不变的物体。静力分析的研究对象为刚体或刚体系。6力系与等效力系（1）力系：作用于物体上的一群力（有限个或无限个）所组成的集合。（2）等效力系：对物体作用效应相同的力系互为等效力系。（3）合力：与一个力系等效（对物体作用效果相同）的一个力。（4）分力：力系中的
4、各力称为合力的分力。7平衡与平衡力系（1）平衡：物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动的状态。（2）平衡力系：作用在平衡物体上的力系。静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学。二、静力学公理教 案 用 纸机械工程基础（静力学）1二力平衡公理（1）公理：刚体仅在两个力作用下处于平衡状态的充要条件是：此二力大小相等、方向相反、作用线重合。简言之，此二力等值、反向、共线。（P5 图 1-2）21F注意：对变形体而言，只是变形的必要条件。（2）二力构件（二力杆）：在两个力作用下处于平衡的构件。 （P5 图 1-3）特点：杆两端作用着等值、反向、共线的两个力，此二力作用线与杆两端连线重合，指向不能预先
5、确定。2加减平衡力系公理（1）公理：在一个力系中加上或减去一个平衡力系，不改变原力系对刚体的作用效应。（2）力的可传性原理（推论）：作用于刚体上的某点的力，可沿其作用线滑移到该刚体上的任何位置而不会改变原力对刚体的作用效应。 （P5 图 1-4）作用在刚体上的力的三要素应当是大小、方向、作用线。3平行四边形公理（力三角形法则）（1）公理：作用于物体上同一点的两个力可以合成为作用于该点的一个合力。合力的大小和方向，由这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线确定。 21FR即合力矢等于这两个力矢的几何和。 （P6 图 1-5）（2）三力平衡汇交定理（推论）：刚体受三个力作用而处于平衡，若其中有教
6、案 用 纸机械工程基础（静力学）两个力的作用线汇交于一点，则此三力必在同一平面内，且第三个力的作用线必过前两个力的作用线的汇交点。（3）力的分解：将一个力分解成两个力的过程。两个力组成的共点力系可以合成为一个合力，答案是唯一的。反之，将一个力分解为两个力，若无足够的条件，其 结果是不确定的。 （P6 图 1-6）4作用与反作用公理：两个物体间作用力与反作用力总是同时存在的。且两个力大小相等、方向相反、作用线重合，分别作用在两个相互作用的物体上。注意：不能认为作用力与反作用力组成平衡力系。课堂小结：1静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学。研究的对象都是刚体。2力是物体之间的相互机械作用。其
7、作用效果是使物体的机械运动状态发生变化或使物体发生变形。力的三要素为大小、方向、作用点。作用在刚体上的力的三要素应当是大小、方向、作用线。作业：P3/ 14，P42/ 23教 案 用 纸机械工程基础（静力学）第 一 章 第 2 节学科机械工程基础 课 题 平面汇交力系的合成授 课 时 数 2 累计时间 4授 课 日 期 授课班级 数控 50303教 学 目 的与 要 求1掌握平面汇交力系合成的几何法与解析法；2掌握力的分解与力的投影；3掌握合力投影定理。教 学 重 点与 难 点重点：平面汇交力系合成的几何法与解析法；合力投影定理难点：力的分解与力的投影的关系教 案 用 纸机械工程基础（静力学）
8、授 课 方 法 讲授教 具 执行后摘记复习旧课：提问：1静力学是研究什么的科学？2力的概念和力的三要素。3作用在刚体上的力的三要素是什么？讲解新课：1-2 平面汇交力系的合成平面汇交力系：各力作用线都在同一平面内，且都相交于一点的力系。一、几何法（力多边形法）是平行四边形法的推广。P6 图 1-7，P7 图 1-8。inFF21教 案 用 纸机械工程基础（静力学）平衡的充要几何条件：力的多边形自行封闭。 （力系的合力为零）021 inFF举例练习：P7 例 1-1，图 1-9二、解析法1力在平面直角坐标轴上的投影（1）投影计算为 与 x 轴所夹的锐角。在计算上只管大小，sincoFyxF+、由
9、 观察决定。 （P8 图 1-10）注意：力的投影是代数量（标量），分力是矢量，且分力必须作用在原力的作用点上。力的投影为 正时，分力指向坐标轴的正向；反之，则指向负向。（2）应用：已知投影求力矢。大小： 2yxF方向： 为 与 x 轴所夹的锐角xtan2合力投影定理：合力在坐标轴上的投影，等于各分力在同一轴上投影的代数和。ynyyRy xxxx FF212解析法（合力投影定理的应用）：已知分力求合力。教 案 用 纸机械工程基础（静力学）xyRxy yxxFFFtan)()(2223举例练习：P8 例 1-2课堂小结：1平面汇交力系平衡的充要几何条件：力的多边形自行封闭。2力 F在轴上的投影为
10、代数量（标量），而沿 轴上的分量（分力）为矢量。3合力投影定理：合力在任一坐标轴上的投影，等于各分力在同一轴上投影的代数和。 ixnxxx F21 iyyyyF作业：P43/10 ，1517教 案 用 纸机械工程基础（静力学）第 一 章 第 3 节学科机械工程基础 课 题 力矩与力偶授 课 时 数 2 累计时间 6授 课 日 期 授课班级 数控 50303教 学 目 的与 要 求1明确力矩和力偶的概念2掌握力矩的计算方法，合力矩定理3掌握力偶的运算法则，力偶的等效性4理解力的平移定理教 学 重 点与 难 点重点：力矩和力偶的概念；合力矩定理；力的平移定理难点：力矩的计算方法；力偶的运算法则授 课 方 法 讲、练结合教 具 扳手、丝锥等执行后摘记
