还剩27页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
《物体的平衡》ppt课件•平衡的基本概念•力的平衡目录•力的矩平衡Contents•重心与稳定平衡•弹性平衡•总结与思考01平衡的基本概念平衡的定义010203平衡的定义平衡的物理意义平衡的数学表达平衡是指物体处于静止或平衡是物体受力作用下的平衡可以用数学表达式表匀速直线运动状态,即物运动状态,表示物体受到示为F=ma,其中F表示体运动状态不发生改变的的合力为零,即加速度为合力,m表示质量,a表状态零示加速度平衡的分类动态平衡物体处于匀速直线运动状态时的平静态平衡衡,此时物体的速度不变,加速度为零物体处于静止状态时的平衡,此时物体的速度为零,加速度为零相对平衡物体相对于某一参照物处于静止或匀速直线运动状态时的平衡,此时物体的速度和加速度相对于参照物均为零平衡的条件二力平衡三力平衡刚体平衡一个物体在两个大小相等、一个物体在三个大小相等、刚体在力的作用下保持平方向相反、作用在同一直方向相反、作用在同一直衡的条件是力矩之和为零线上的力作用下保持平衡,线上的力作用下保持平衡,此时合力为零此时合力为零02力的平衡力的平衡概念力的平衡平衡条件当物体受到两个或两个以上的力作用时,如果这些力相互抵消,使物体保物体处于平衡状态时,其合力为零,持静止或匀速直线运动状态,则称物即合力矩也为零体处于力的平衡状态平衡状态物体处于静止或匀速直线运动状态时,称为平衡状态力的平衡条件二力平衡三力平衡力的三角形法则当物体只受两个力作用时,如果当物体受到三个力作用时,如果在三力平衡的情况下,三个力可这两个力大小相等、方向相反、这三个力能够满足任意两个力的以构成一个三角形,如果将三个作用在同一直线上,则物体处于大小和方向与第三个力的大小和力的箭头首尾相连,则合力为零平衡状态方向相等或相反,则物体处于平衡状态力的平衡计算计算方法根据平衡条件,可以列出物体的受力平衡方程,通过求解方程得到各个力的具体数值计算步骤首先确定研究对象,然后分析其所受的力,根据平衡条件列出方程,最后求解方程得到各个力的数值注意事项在计算过程中,应注意各个力的方向和单位,确保计算结果的准确性和可靠性03力的矩平衡力矩的概念力矩描述力对物体转动效果的物理量,计算公式为力的大小与力臂的乘积力臂从转动轴到力的垂直距离,决定力对物体转动的效应单位在国际单位制中,力矩的单位是牛顿·米(N·m)力矩的平衡条件当物体处于平衡状态力矩平衡条件是刚体时,力矩之和为零平衡的必要条件,也是分析刚体平衡问题的关键顺时针方向的力矩总和等于逆时针方向的力矩总和力矩的平衡计算计算步骤01确定转动轴、分析各力对转动轴的力臂、计算各力的力矩、利用力矩平衡条件求解未知量计算方法02利用力矩的计算公式,结合力的分解和合成,以及代数运算,求出未知量注意事项03在计算过程中要保持单位一致,注意正负号的使用,避免混淆顺时针和逆时针方向的力矩04重心与稳定平衡重心概念01重心一个物体各部分所受重力的合力的作用点02确定重心位置的方法几何法、悬挂法稳定平衡概念稳定平衡当一个物体受到外力作用时,如果经过一段时间后能恢复到原来的平衡状态,则称该物体处于稳定平衡状态稳定平衡的条件重心最低实际应用建筑设计、机械设计等领域中,为了确保物体的稳定性,通常会将物体的重心设计得尽量低重心与稳定平衡的关系重心位置与稳定平衡的关系01物体的重心越低,其稳定平衡能力越强;重心越高,稳定平衡能力越弱实例说明02一个正方体和一个长方体,正方体的重心位于几何中心,而长方体的重心不在几何中心,因此正方体更稳定实际应用03在建筑设计中,为了提高结构的稳定性,通常会将建筑物设计成低重心的形状;在机械设计中,为了确保机械设备的稳定性,也会将设备的重心设计得尽量低05弹性平衡弹性平衡概念弹性平衡定义物体在外力作用下,通过内部结构(如弹簧、弹性体等)的形变来抵抗外力,使物体保持静止或匀速直线运动的状态弹性平衡的特点物体在平衡状态下,内部形变能够完全恢复,不会留下永久变形弹性平衡的条件力的平衡物体所受外力相互抵消,合力为零力矩平衡物体所受的力矩相互抵消,合力矩为零弹性平衡的条件物体内部形变产生的弹力与外力相互平衡,满足胡克定律(F=kx)弹性平衡的应用弹簧秤利用弹簧的形变测量力的大小弹性悬挂系统利用弹性体的形变来吸收振动和冲击,如汽车的悬挂系统弹性支撑结构利用弹性体的形变来支撑和稳定结构,如桥梁和建筑物的支撑结构06总结与思考本章重点回顾平衡状态与平衡条件平衡状态的定义与分类平衡条件的推导与理解本章重点回顾力的合成与分解合力与分力的概念及其关系平行四边形法则的应用本章重点回顾力矩与力矩平衡力矩的定义与计算力矩平衡的条件及其应用思考题与习题思考题01如何理解平衡状态的相对性?02为什么在分析物体的平衡时,有时只考虑力的平衡,有时还需03考虑力矩的平衡?思考题与习题010203习题
1.一质量均匀分布的圆盘,在水平面
2.一质量为m的均匀细杆AB,A端靠上可自由转动,它静止时,重心位于在粗糙的固定铰链上,B端放置在粗圆心处,现将圆盘分成质量相等的三糙的水平地面上,处于静止状态,问部分,并使其中两部分沿圆心角60°杆AB在什么位置时所受的弹力最大?的方向以等大的初速度抛出,另一部并求出该弹力的大小分仍留在圆心处,则抛出两部分圆盘的转动惯量变化量与另一部分圆盘的转动惯量变化量之比为多少?THANKS。