力学概念教案(第一章)

第一篇：力学概念教案(第一章)

第一章运动的描述

一、概念：

1、质点：我们可以忽略物体的大小和形状而突出“物体具有质量”这个要素，把他简化为一个有质量的物质点。

比如：象棋中的车马相士将之类的，我们下棋的时候只是考虑这个棋子在什么位置上，而不是这个车的轱辘是怎么转的，因为我们研究或者说在乎的是这个车在什么位置上。又比如：古代打仗将军排兵部将时候在沙盘上用的是一个点一个点代表一个兵或一个部队，为什么一个点可以代表一个兵，或一个部队呢？因为把1个兵，或一只部队当做一个作战单位来研究，这是研究战术，要是研究武术，那一个兵就不能当做一个点了。就想我们扔个笔去打那座的同学，我们去研究这笔能不能打中那个同学，就可以把它当做个点来研究，而不用研究这个比是什么形状的，是钢笔还是铅笔。

现在有几个问题：

1、地球绕太阳转，2、地球在绕太阳转的时候还自转，3、地球自转的时候，路上跑着个公共汽车，4、公共汽车里的的乘客在往后门走，5、走的时候胳膊在摆，6、胳膊上的表在走，7、表针里的原子在动。

2、参考系：对所研究物体的相对不动的“背景”。比如上面的12345673、坐标系：跟数学的坐标系是一样的，比如数轴，直角坐标系，立体坐标系，其中研究一个变量的关系的用数轴，数轴分为2个方向，太极生两仪；研究2个变量关系的用平面的直角坐标系，两仪生四象；立体坐标系是研究3个变量之间的关系，四象生八卦；我们物理主要用的是数轴和平面直角坐标系。

比如：甲和乙之间的距离是100米

4、时间和时刻：时刻是个点，比如有那种报时的电子表或广播整点报时都是现在时刻北京时间多少点整，没有说现在时间北京时间几点整吧，时间是个段，比如你从家到学校要多少时间啊？没有说多少时刻的。

5、路程和位移：路程是指运动轨迹的长度，位移是指从运动开始到结束的位置变化，路程没有方向，注重的是过程；位移有方向注重的是结果。

比如在学校跑400米，跑到一圈就是400米，跑完了回到起跑线，你的路程就是400米，但是位移是0，因为你虽然跑了400米，但是看结果你就是没动。。

路程偏向于时间的计算，而位移偏向于能量的计算。

6、矢量和标量：矢量有方向和大小，而标量没有方向，只有大小

比如位移就是矢量，路程是标量。学过向量没，就是矢量。为什么叫矢量呢，“矢”就是箭矢的意识，你射箭不但要有多大的力量还得有方向吧，没方向不就瞎射呢么，所以矢量就必须有方向和大小；为什么叫标量呢标就是标尺，路标，只有大小，所以标量没方向只有大小。在不同方向上的矢量不能比较大小，比如一个人在那射箭，你在这看，他朝这边射你看是这么长，朝那边你看又是那么长，所以不能比较大小。而且呢，矢量可以用直角坐标系来解释，标量能用数轴来解释。

7、速度和速率：和路程和位移一样，路程对应速率，位移对应速度，速度有方向是矢量，速率是标量，没有方向，是路程和位移与时间的比值。

8、用图像表示用，直角坐标系表示各量，比如表示时间，速度（速率），位移（路程）做个A,B,C的坐标图，分别表示横轴，纵轴和斜率，分别讲解ABC之间的关系，以及曲线下面积代表什么。比如，横轴为时间，纵轴为速度，面积代表位移。那么斜率代表什么呢，代表加速度。

9、加速度：速度变化量与发生这一变化的时间的比值，（有方向,但不一定和速度的方向一致）。那么加速度不为0的S-T图像是什么呢，是二次函数图像。中间可以插入导数概念。

第二篇：文博教育初中力学教案5 概念

一、力、弹力、重力

1、一个物体对另一个物体的作用叫力，（压、推、拉、提、吸引、排斥等）。只有一个物体不能产生力，物体与物体间力的作用是相互的。

注意：

1、不直接接触的两个物体之间也能够产生力。

2、两个物体相互接触不一定会产生力。

3、两个物体不相互作用，就一定不会产生力。

2、物理学中力用F表示，单位是牛顿，简称牛，符号是 N。

在手中两个较小鸡蛋对手的压力约1N。一名中学生对地面的压力约500N。

3、力的作用效果

（一）可以使物体发生形变，（二）也可以使物体的运动状态发生改变。

（运动状态包括静止到运动，运动到静止，运动的方向、快慢）。

力的大小、方向和作用点都会影响力的作用效果。

4、力的大小、方向、作用点，叫做力的三要素。用一根带箭头的线段把力的三要素都表示出来的方法，叫力的图示法。线段的长度表示力的大小；箭头表示力的方向；线段的起点表示力的作用点。

（力的示意图只表示出力的方向和作用点）。

5、测力计的种类:握力计、牵引拉力计等。弹簧测力计的结构：弹簧、拉杆、刻度盘、指针、外壳等。

6、弹簧测力计的原理：弹簧在一定范围内，受到的拉力或压力越大，弹簧的形变量越大。

（一定限度内、弹性限度内，都可以。也可以说成正比）

7、测力计的使用:

(1)、测量前要观察测力计的指针是否与零刻线对齐，进行校正或记下数值。

(2)、测量时对测力计拉杆施力要沿着弹簧的中心轴线方向。

(3)、记录时要认清每个小格所代表的数值。

8、使用测力计的注意事项：

（1）、被测力不能超过最大测量值，否则会损坏测力计。（2）、使用前先把挂钩拉几下，好处是：防止弹簧被外壳卡住而不能正确使用。（3）、拉力与弹簧的轴线方向不一致时对测量结果的影响：使测量结果偏小。

9、由于地球的吸引而使物体受到的力，叫做重力。物体所受重力的施力物体是地球。

重力在物体上的作用点叫做物体的重心，对于一些质量分布均匀、形状规 则的正方形、球等，重心在物体的几何中心上。

10、重力的方向总是竖直向下的，根据重力方向的特殊性，我们把与重力方向一致的线叫做重垂线。

11、物体受到的重力跟它的质量成正比，同一地点物体受到的重力与它质量的比值是一个定值，一般取9.8N/kg，用g表示，即 g=9.8N/kg，它的含义是：1kg的物体受到的重力是9.8N。

12、重力的计算公式：G=mg 二、二力平衡、力的合成

13、几个力共同作用在一个物体上时，它们的作用效果可以用一个力来代替，这个力叫做那几个力 的合力。

如果已知几个力的大小和方向，求合力的大小和方向 称为力的合成。（求合力时，一定要注意力的方向）

14、同一直线上的两个力的合成：

如果两个力的方向相同，合力方向不变，大小为二力之和。

F = F1 + F2

如果方向相反，合力方向与较大的力方向相同，大小为二力之差。

F = F1-F2

15、注意：同一直线上的两个力，方向相同时，合力必大于其中的任何一个力。方向相反的两个力，大小相等时，合力为0；大小不等时，合力一定小于较大的力，可能大于

较小的力，也可能小于较小的力。

16、平衡：物体保持静止或匀速直线运动状态，叫做平衡。

平衡力：平衡的物体所受到的力叫做平衡力。

二力平衡：如果物体只受两个力而处于平衡的情况叫做二力平衡。

17、二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，即合力为零。（一物、二力、等大、反向、同直线）

三、摩擦力

18、滑动摩擦力：是指在滑动摩擦过程中产生的力。其方向与物体相对运动方向相反。

（影响滑动摩擦的因素见实验探究）

滚动摩擦：一个物体在另一个物体上滚动时所产生的摩擦。

19、静摩擦：两个相对静止的物体间产生的摩擦。

静摩擦产生的条件是：相互接触，且有相对运动的趋势。

静摩擦力的方向与物体运动趋势的方向相反 20、增大摩擦的方法：（1）使接触面更加粗糙

（2）增大压力

21、减小摩擦的方法：（1）减小接触面粗糙程度

（2）减小压力（3）把滑动摩擦转变为滚动摩擦

四、惯性与惯性定律

22、惯性：我们把物体保持运动状态不变的性质叫做惯性。

23、惯性定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态，这个规律叫做牛顿第一定律，也叫惯性定律。力是使物体运动状态发生变化的原因。

24、惯性是物体的一种固有属性，一切物体都有惯性，惯性的大小是由物体的质量决定的，与物体的运动状态、运动快慢、物体的形状、所处的空间、是否受力无关，物体的质量越大，惯性越大。惯性的大小可以通过改变物体的质量来加以改变。

25、惯性和惯性定律的区别：惯性定律是描述物体运动规律的，惯性是物体本身的一种属性，惯性定律是有条件的，惯性是任何物体都具有的。

26、力和惯性的区别：力不是使物体运动的原因，力也不是维持物体运动状态的原因，维持物体运动状态不变的是惯性，力是改变物体运动状态的原因。

第三篇：初中力学教案

1、能描述力的概念。知道物体间力的作用是相互的。

2、能说出力的作用效果

教材 重点

难点 重点：力的概念、物体间力的作用是相互的、力的作用效果

难点：理解物体间力的作用是相互的、力的作用效果 教具 多媒体课件 教学

方法 讲授、讨论、活动

教 学 过 程

新课引入：多媒体课件播放：小丽同学推门进教室，拉开椅子，提起书包放在桌子上，翻开书本准备学习

思考：

1、小丽同学在做以上这些动作时，手臂肌肉是否会感到紧张？

2、门、书包、椅子、课本的运动状态与原来相比是否发生变化，这说明了什么？ 学生分组讨论，回答

1、手臂肌肉感到紧张

2、门、书包、椅子、课本的运动状态发生变化

说明：生活和生产中所见到的推、拉、提、压等过程中存在力的作用 板书：第一章第二节：力

一、什么是力

1、力是物体对物体的作用。

阅读：课本P9图1、2、2，分组讨论上述例子中受力物体有哪些，施加力的物体有哪些？ 实例 施加力的物体 受到力的物体 推土机 推土机 土

牵引车拖拉故障车 牵引车 故障车 起重机提升重物 起重机 重物 压路机压实路面 压路机 路面

上述的例子说明，有力存在时，总有一个物体对另一个物体发生了作用。所以，力是物体对物体的作用。一组物体是施力的，另一组物体是受力的。对一个力来说，有施力物也有受力物。现在请大家指出下列各力的施力物和受力物。

板书：我们把施加力的物体叫施力物体，受到力的物体叫受力物体。

思考：在有力作用时物体应该有几个以上？单独一个物体能否有力的作用？ 学生讨论，教师归纳

板书：

3、力不能脱离物体而单独存在，要产生力必须有两个以上的物体

二、物体间力的作用是相互的 活动一：观察用丝线悬挂起来的两个带同种电荷的塑料小球，相互靠近是所发生的现象 提问：A、B两球是A排斥B还是B排斥A或相互排斥而分开？ 备注

活动二：将相同形状的一块磁铁和一块铁块分别放在小车上，并将小车放在光滑的水平面上，使两车相互靠近到一定距离时由静止放开，观察发生的现象 讨论：是磁铁吸引铁块，还是铁块吸引磁铁，还是相互吸引？ 分析：

1、A、B两球是由于相互排斥而离开

2、磁铁和铁块是由于相互吸引而靠近板书：

1、物体间力的作用是相互的，讲解：力总是成对出现的，这对力叫作用力与反作用力。展示发生车祸时两车都被撞扁的情景，使学生对力的相互性有更为具体的认识，并请同学分析原因。

提问：你还看到哪些现象说明力的作用是相互的？

讨论：既然力的作用是相互的，那么任何一个力都涉及到两个物体，是否两个物体一定要相互接触才能发生力的作用？（演示小磁针在条形磁铁磁场中受力转动。）板书：板书：力的作用效果

1.力可以改变物体的形状。

实验：用手将弹簧拉长。

教师：弹簧受到拉力时变长了。实验：手用力使锯条变弯曲。

教师：气球受到手的压力时变扁了。这说明力可以改变物体的形状。板书：2.力可以改变物体的运动状态。

讲述：足球静止在地面上，脚踢它时给它一个力，足球受到这个力由静止变为运动。汽车关闭了发动机后，由于汽车受到阻力，速度逐渐变小，最终停下来。可见力可以使物体运动的速度变大，也可以使运动物体的速度变小。

讲述：乒乓球向我们飞来，我们挥拍打去，球的运动方向变化了，又向对方的球台飞去。可见力还可以改变物体运动的方向。

讲解：运动状态改变包括① 物体由静止变为运动 ② 物体的运动由慢变快 ③ 物体由运动变为静止 ④ 物体的运动由快变慢 ⑤ 物体运动的方向发生改变 小结：

第四篇：建筑力学教案

建筑力学重点内容教案

（四）静定结构和超静定结构

建筑物中支承荷载、传递荷载并起骨架作用的部分叫做结构，例如在房屋建筑中由梁、板、柱、基础等构件组成的体系。前面，我们介绍了单个杆件的强度、刚度和稳定性问题。本章将要介绍结构的几何组成规则、结构受力分析的基本知识、不同结构形式受力特点等问题。

第一节结构计算简图

实际结构很复杂，完全根据实际结构进行计算很困难，有时甚至不可能。工程中常将实际结构进行简化，略去不重要的细节，抓住基本特点，用一个简化的图形来代替实际结构。这种图形叫做结构计算简图。也就是说，结构计算简图是在结构计算中用来代替实际结构的力学模型。结构计算简图应当满足以下的基本要求：

1．基本上反映结构的实际工作性能； 2．计算简便。

从实际结构到结构计算简图的简化，主要包括支座的简化、节点的简化、构件的简化和荷载的简化。

一、支座的简化

一根两端支承在墙上的钢筋混凝土梁，受到均布荷载g的作用(图10—1。)，对这样一个最简单的结构，如果要严格按实际情况去计算，是很困难的。因为梁两端所受到的反力沿墙宽的分布情况十分复杂，反力无法确定，内力更无法计算。为了选择一个比较符合实际的计算简图，先要分析梁的变形情况：因为梁支承在砖墙上，其两端均不可能产生垂直向下的移动，但在梁弯曲变形时，两端能够产生转动；整个梁不可能在水平方向移动，但在温度变化时，梁端能够产生热胀冷缩。考虑到以上的变形特点，可将梁的支座作如下处理：通常在一端墙宽的中点设置固定铰支座，在另一端墙宽的中点设置可动铰支座，用梁的轴线代替梁，就得到了图10—16的计算简图。这个计算简图反映了：梁的两端不可能产生垂直向下移动但可转动的特点；左端的固定铰支座限制了梁在水平方向的整体移动；右端的可动铰支座允许梁在水平方向的温度变形。这样的简化既反映了梁的实际工作性能及变形特点，又便于计算。这就是所谓的简支梁。

假设某住宅楼的外廊，采用由一端嵌固在墙身内的钢筋混凝土梁支承空心板的结构方案(图10—20)。由于梁端伸入墙身，并有足够的锚固长度，所以梁的左端不可能发生任何方向的移动和转动。于是把这种支座简化为固定支座，其计算简图如图10—26所示，计算跨度可取梁的悬挑长加纵墙宽度的一半。

预制钢筋混凝土柱插入杯形基础的做法通常有以下两种：当杯口四周用细石混凝土填实、地基较好且基础较大时，可简化为固定支座(图10—3a)；在杯口四周填入沥青麻丝，柱端可发生微小转动，则可简化为铰支座(图10一36)。当地基较软、基础较小时，图口的做法也可简化为铰支座。

支座通常可简化为可动铰支座、固定铰支座、固定支座三种形式。

二、节点的简化 结构中两个或两个以上的构件的连接处叫做节点。实际结构中构件的连接方式很多，在计算简图中一般可简化为铰节点和刚节点两种方式。

1．铰节点铰节点连接的各杆可绕铰节点做相对转动。这种理想的铰在建筑结构中很难遇到。但象图10—40中木屋架的端节点，在外力作用下，两杆间可发生微小的相对转动，工程 中将它简化为铰节点(图10—46)。

2·刚节点刚节点连接的各杆不能绕节点自由转动，在钢筋混凝土结构中刚节点容易实现。图10—5a是某钢筋混凝土框架顶层的构造，图中的梁和柱的混凝土为整体浇注，梁和柱的钢筋为互相搭接。梁和柱在节点处不可能发生相对移动和转动，因此，可把它简化为刚节点(图10—56)。

三、构件的简化

构件的截面尺寸通常比长度小得多。在计算简图中构件用其轴线表示，构件之间的连接用节点表示，构件长度用节点间的距离表示。

四、荷载的简化

在工程实际中，荷载的作用方式是多种多样的。在计算简图上通常可将荷载作用在杆轴上，并简化为集中荷载和分布荷载两种作用方式。关于荷载的分类及简化已在第一章中述及。这里不再重复。

在结构设计中，选定了结构计算简图后，在按简图计算的同时，还必须采取相应韵措施，以保证实际结构的受力和变形特点与计算简图相符。因此，在按图施工时，必须严格实现图纸中规定的各项要求。施工中如疏忽或随意修改图纸；就会使实际结构与计算简图不符，这将导致结构的实际受力情况与计算不符，就可能会出现大的事故。检查与回顾 1.结构计算简图应满足哪些基本要求？

2.结构计算简图的简化主要包括哪些内容？

新授课 第二节平面结构的几何组成分析

一、几何组成分析的概念

建筑结构通常是由若干杆件组成的，但并不是用一些杆件就可随意地组成建筑结构。例如图10—6a中的铰接四边形，可不费多少力就把它变成平行四边形(图。一6b)，但这种铰接四边形不能承受任何荷载的作用，当然不能作为建筑结构使用。如果在铰接四边形中加上一根斜杆(图10—7)，那么在外力作用下其几何形状就不会改变了。

图10—6 图110—7

从几何组成的观点看，由杆件组成的体系可分为两类：

1·几何不变体系 在荷载作用下，不考虑材料的应变时，体系的形状和位置是不能改变的

2·几何可变体系在荷载作用下，不考虑材料的应变时，体系的形状和位置是可以改变的(图10—6a)。

对结构的几何组成进行分析，以判定体系是几何不变体系还是几何可变体系，叫做几何组成分析。

显然，建筑结构必须是几何不变体系。

在体系的几何分析中，把几何不变的部分叫做刚片。一根柱可视为一个刚片；任一肯定的几何不变体系可视为一个刚片；整个地球也可视为一个刚片。

二、几何不变体系的组成规则(一)铰接三角形规则

实践证明，铰接三角形是几何不变体系。如果将图10—8口铰接三角形A船中的铰A拆开：AB杆则可绕曰点转动，AB杆上4点的轨迹是弧线①；4C杆则可绕C点转动，AC杆上的A点的轨迹是弧线②。这两个弧线只有一个交点，所以A点的位置是唯一的，三角形ABC的位置是不可改变的。这个几何不变体系的基本规则叫做铰接三角形规则。

如果在铰接三角形中再增加一根链杆仰(图10—86)，体系ABCD仍然是几何不变的，从维持体系几何不变的角度看，AD杆是多余的，因而把它叫做多余约束。所以ABCD体系是有多余约束的几何不变体系，而铰接三角形ABC是没有多余约束的几何不变体系。

②

铰接三角形规则的几种表达方式

1·二元体规则在铰接三角形中，将一根杆视为刚片，则铰接三角形就变成一个刚片上用两根不共线的链杆在一端铰接成一个节点，这种结构叫做二元体结构(图10—9)。于是铰接三角形规则可表达为二元体规则：一个点与一个刚片用两根不共线的链杆相连，可组成几何不变体系。且无多余约束。

2·两刚片规则若将铰接三角形中的杆AB和杆日C均视为刚片，杆AC视为两刚片间的约束(图10—10)，于是铰接三角形规则可表达为两刚片规则：两刚片间用一个铰和一根不通过此铰的链杆相连，可组成几何不变体系，且无多余约束。图10一ll a表示两刚片用两根不平行的链杆相连，两链杆的延长线相交于A点，两刚片可绕

图 10一10 图 10—11 A点做微小的相对转动。这种连接方式相当于在A点有一个铰把两刚片相连。当然，实际上在A点没有铰，所以把A点叫做“虚铰”。为了阻止两刚片间的相对转动，只需增加一根链杆(图10—11 b)。因此，两刚片规则还可以这样表达：两刚片间用三根不全平行也不全相交于一点的三根链杆相连，可组成几何不变体系，且无多余约束。

3．三刚片规则若将铰接三角形中的三根杆均视为刚片(图10—12)，则有三刚片规则：三刚片用不在同一直线上的三个铰两两相连，可组成几何不变体系。且无多余约束。

总结

作业：P238 10-

1、10-2 检查与回顾 铰结三角形的表达形式 新授课

三、超静定结构的概念

简支梁通过铰A和链杆B与地球相连(图10—13a)，是几何不变体系，且无多余约束。这种没有多余约束的几何不变体系叫做静定结构。静定结构的反力和内力可通过静力平衡方程求得。如果在简支梁中增加一个链杆(图10—13b)，它仍然是几何不变体系，但有一个多余约束。有多余约束的几何不变体系叫做超静定结构。超静定结构的支座反力和内力不能由静力平衡方程式全部求得。例如图10—13b中的梁，在荷载和支座反力的作用下，构成一个平面一般力系，可列出三个独立的平衡方程，而未知的支座反力有四个，三个方程只能解算三个未知量，所以不能求出全部的反力，因而内力也无法确定。超静定结构的内力计算，除了运用静力平衡条件外，还要利用变形条件，这里不予介绍。．

四、几何组成分析的实例

几何不变体系的组成规则，是进行几何组成分析的依据。对体系重复使用这些规则，就可判定体系是否是几何不变体系及有无多余约束等问题。运用规则对体系分析时，可先在体系中找到一个简单的几何不变部分，如刚片或铰接三角形，然后按规则逐步组装扩大，最后遍及全体系；也可在复杂的体系中，逐步排除那些不影响几何不变的部分，例如逐步排除二元体，使分析对象得到简化，以便于判别其几何组成。

例10—1试对图10—14中的体系做几何组成分析。

解铰接三角形是几何不变体系(图中的阴影部分)，在此基础上不断增加二元体，最后可遍及整个桁架。将整个桁架视为一个刚片，地球视为另一个刚片，依据两刚片规则，它们之间用铰A与不通过铰A的支座链杆B相连，组成了没有多余约束的几何不变体系。

结论体系是几何不变的，且无多余约束。‘

C

例10一2试分析图10一15中体系的几何组成。

解整个体系可分为左右两个部分：左边的AC可视为刚片，在刚片上增加二元体ADF；右边的CB可视为刚片，在刚片上增加二元体GEB。左、右两部分均可视为刚片，它们之间用铰C和链杆DE相连(两刚片规则)，形成一个大刚片。这个大刚片与地球用铰A和链杆B相连，构成一个没有多余约束的几何不变体系。

现在从另一角度进行分析：左边的AD、AC、DF可视为三刚片，它们通过不在同一直线上的三个铰A、D、F相连，组成了一个几何不变体系；右边的CB、BE、GE可视为三刚片，它们通过不在同一直线上的三个铰G、E、B、相连，也组成了一个几何不变体系。左、右两部分用铰C和链杆册相连，组成了一个没有多余约束的几何不变体系，然后再与地球相连。

结论体系是几何不变的，且无多余约束。

例10—3试分析图10—16中体系的几何组成。

解图10—16中的杆AB可视为刚片工，杆BC可视为刚片II，地球为刚片III。三刚片通过铰A、B、C两两相连，但这三个铰在同一直线上，不符合三刚片规则。现在分析在这种情况下会出现的问题。

B点是杆AB及BC的公共点。对AB杆而言，B点可沿以AB为半径的圆弧线①运动；对嬲杆而言，B点可沿以BC为半径的圆弧线②运动。由于A、曰、C三点共线，两个圆弧在B点有公切线。所以，在图示的瞬时，B点可沿公切线做微小的运动，即体系在这一瞬时是几何可变的。但是，B点经过微小的位移后，A、B、C三点就不再共线，B点的位移不能再继续增大。这种本来是几何可变的体系，经过微小的位移后又成为几何不变的体系，叫做瞬变体系。瞬变体系不能作为结构使用，任何接近于瞬变体系的构造，在实际建筑结构中也不允许出现。图10—17中，A、B、C三铰虽不共线，但在e角很小时，链杆的轴力将很大；当日角趋近于零时，体系趋近瞬变状态，链杆的轴力将趋于无穷大。

结论体系是瞬变体系，不能作为结构使用。

例10-4试对图中的体系作几何组成分析。

解 曲杆AC、CB和直杆通过不在同一直线上的三个铰A、B、C两两相连，组成了几何不变体系且没有多余约束。体系的两端通过铰A、B与基础相连，显然多了一个约束。

分析：曲杆AC、CB和地基可视为三刚片，它们通过不在同一直线上的铰A、C相连，组成了几何不变体系，因此，链杆衄可视为多余约束。结论体系是几何不变的，且有一个多余约束。

建筑结构可分为平面结构和空间结构。如果组成结构的所有杆件的轴线菇在同一个平而Ⅱ为平面结构，否则，便是空间结构。严格说来，实际建筑结构 ‘多场合下，根据结构的组成特点及荷载的传递途径，在实际许可的进五磊主 内，把它们分解为若干个独立的平面结构，可简化计算。

从结构的几何组成角度看，结构又可分为静定结构和超静定结构。

第五篇：建筑力学教案

第十章 静定结构和超静定结构

第二节平面结构的几何组成分析

教学要求：1.理解几何组成分析中的名词含义；

2.掌握平面几何不变体系的组成规则；

3.会对常见平面体系进行几何组成分析。重 点：掌握平面几何不变体系的组成规则。难 点：对平面体系进行几何组成分析。授课方式：课堂讲解和练习教学内容：平面结构的几何组成分析

一、概念

体系：若干个杆件相互联结而组成的构造。

1、几何不变体系：在任何荷载作用下，若不计杆件的变形，其几何形状与位置均保持不变的体系。

2.几何可变体系：即使不考虑材料的变形，在很小的荷载作用下，会引起很大的形状或位置的改变的体系。

3、刚片：几何形状不能变化的平面物体。

二、几何不变体系的组成规则

1.铰接三角形规则:三个刚片用不共线的三个单较两两相联,组成的体系为几何不变。

此体系由三个刚片用不共线的三个单铰A、B、C两两铰联组

成的，为几何不变。（1）二元体规则: 二元体:两根不共线的链杆联结一个新结点的构造。在一个刚片上增加或减少一个二元体,仍为几何不变体系。

为没有多余约束的几何不变体系 结论：在一个体系上增加或拆除二元体，不会改变原体系的几何构造性质。（2）两刚片规则: 两个刚片用一个铰和一根不通过此铰的链杆相联,为几何不变体系。

虚铰：

O为相对转动中心。起的作用相当一个单铰，称为虚铰。

或者

两个刚片用三根不完全平行也不交于同一点的链杆相联，为几何不变体系。

例如：

基础为刚片Ⅰ，杆BCE为刚片Ⅱ，用链杆AB、EF、CD 相联，为几何不变体系。

三、课后练习：

建筑力学公开课教案

系

部：综合二祖

内

容：平面结构的几何组成分析

班

级：高一建筑一班

教

师：陈

燕