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2.1.2典型结构案例分析-----结构是怎样受力的


第二节 典型案例分析--结构是 典型案例分析-- --结构是 怎样受力的
(单杠的受力和变形分析 )

从力学角度出发,对结构理解为: 结构是可承受一定应力的架构形 态,结构可以抵抗引起形态和大 小变化的力。

把单杠看成结构,构件有:杠体、 立柱、拉杆。

单摆实验示意图
F

/>球

小球对固定点的作用力的方向,从固定 点指向小球球心所处的瞬间位置。

运动员在杠体上转动,其侧视图与 单摆类似:杠体相当于固定点,人 相当于小球。 所以,任意时刻,人对杠体的作用 力方向都是指向人重心所处的瞬间 位置。

结论一: 杠体总是朝着人体所在的瞬间 位置的方向上发生弯曲。

杠体和立柱的上端相连,人的作用 力通过杠体作用于立柱,将可能发 生弯曲变形, 生弯曲变形,如果要向前发生弯曲, 请问同学们有什么方法可以抵消这 种弯曲呢? 立柱埋深一点、用一个力从 反方向拉,都可以帮助立柱 抵抗变形

结论二: 任意时刻,对于立柱,由人运 动所产生的弯矩M 动所产生的弯矩M1,都有一个由 立柱埋在地下部分和拉杆共同产生 的反弯矩M 的反弯矩M2来平衡,以保持单杠 整体的稳定。

问题1 问题1: 课本13页,图1 19,运动员从 课本13页,图1-19,运动员从 单杠前侧向后侧运动,起削弱、平 衡作用的是拉杆5 还是拉杆6 衡作用的是拉杆5 还是拉杆6?

拉杆6

问题2 问题2: T0时刻人在杠体的正上方,然后沿 顺时针方向运动到杠体正下方。假设T 顺时针方向运动到杠体正下方。假设T0 时刻刚好有一只小虫飞到人的身上,那 么在小虫看来,人是不动的,而杠体是 运动的,( 运动的,(例如地球绕太阳转,而人在 地球上看来,是地球不动,太阳绕地球 转)。请问,小虫看到杠体将怎样运动? 如下图。

T0时 刻 人

T0时 刻 杠 人



解: 在小虫看来,杠体开始在正 下方,最后在正上方,而且运动过 程中一直在左边。所以小虫看到杠 体应是从正下方顺时针运动到正上 方。

问题3 问题3: 知道t 知道t时刻人的位置,怎样确定 同一时刻杠体的位置?



T时刻人 位置 人

2
T时刻杠 位置

1
杠 杠

2和1要平行

1代表T时刻人对杠体的作用 代表T 力;2 力;2代表同一时刻杠体对人的作 用力,它们是一对作用力和反作用 力,方向一定要相反,所以1 力,方向一定要相反,所以1和2 一定要平行。

问题4 问题4: 人与杠体的接触点有两个(人 的双手),这与单摆实验只有一个 固定点有所不同。与只有一个接触 点相比,有何不同?


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