化工设备认知与制图 2-1.电子教案库 1-4.doc

教 案 首 页 课程单元教案 学习领域 化工设备认知基础　 学习情境 学习情境1-4 物体的受力分析 工作任务 受力分析 课程单元 物体的受力分析 学时 　2 知识目标 掌握典型状态物体的受力分析、准确画图。 能力目标 能对物体受力情况准确分析、画图，列平衡方程、计算 具体描述： 通过学习，对物体进行分析受力，掌握典型状态物体的受力分析、并准确画图；列出平衡方程进行力的计算。 主要内容 教学设计与组织 1.力的概念与基本性质2.约束及约束反力3.受力图4.平面汇交力系5.平面力偶系6.平面任意力系 1.以组为单位，每组一种受力模型，对其进行受力分析，并画受力图，老师进行指导； 2.每组派一名代表上台讲解受力分析情况，老师引导评价； 3.教师布置任务对每种情况设问，列平衡方程计算； 4.每组学生提交平衡方程及计算结果； 5.教师总结，评价，提升； 6.布置下次预习任务。 教学地点 教学仪器设备 教学资料 练习与实训 多媒体专业教室；力学实训室 多媒体设备 力学模型 ⒈学生任务工单； ⒉教师总结PPT； ⒊任务完成评分表； 训练任务1.受力分析实训； 训练任务2.受力平衡方程计算实训。 吉林工业职业技术学院教师教案用纸 步骤 教学内容 引用资源 教学 方法 教学 手段 时间 分配 复习 1、材料的性能 2、钢的热处理 3、金属材料 4、非金属材料 5、选材的基本原则 口述 多媒体展示 2分钟 告知 通过学习，对物体进行分析受力，掌握典型状态物体的受力分析、并准确画图；列出平衡方程进行力的计算。 教材 口述 多媒体展示 1分钟 引入 任何机器或设备在工作时都要受到各种外力的作用，其组成构件在外力作用下都会产生一定程度的变形，化工设备力学基础部分的学习任务可以归纳为以下两个方面： （1）受力分析 研究构件受力情况及受力大小的计算。研究对象为在力作用下不变形的物体－刚体。 （2）变形分析 研究构件受力变形破坏的律，进行构件强度、刚度和稳定性的计算。研究对象为在力作用下变形的物体。 图片 视频 讲授 多媒体教学 2分钟 学习 一、力的概念与基本性质公理一 二力平衡公理 公理二 力的平行四边形公理 公理三 加减平衡力系公理 公理四 作用力与反作用力公理 二、.约束及约束反力 约束类型 含义 约束特性 受力分析 柔体约束 （图1-46） 绳索、链条、皮带等柔性物体形成的约束。 只能承受拉力，而不能受压，只能限制被约束物体沿其中心线伸长方向的运动，不限制物体沿其他方向的运动。 约束方向通过接触点沿着柔体的中心线背离被约束物体。 光滑面约束 （图1-47） 一些不计摩擦的支承表面，如导轨、气缸壁等产生的约束。 只能阻止物体沿着接触点公法线方向的运动。 约束反力方向是通过接触点并沿着公法线，指向被约束的物体。 固定铰链约束 （图1-48） 由铰链构成的约束称为铰链约束。铰链约束中有一个构件固定在地面或机架上称为固定铰链约束。 被连接件只能绕销轴转动，而不能沿销轴半径方向移动。 约束反力方向通过铰链中心，但其方向待定，可先任意假设。常用水平和铅垂两个方向的分力来表示。 活动铰链约束 （图1-49） 铰链约束中两个构件与地面或机架的连接是可动的约束。 不限制物体沿支承面切线方向的运动，只能限制物体沿支承面的法线方向压入支承面的运动。 约束反力与光滑面约束相似，方向是沿着支承面法线通过铰链中心指向物体。 固定端约束（图1-50） 一个构件的一端完全固定，既不能移动也不能转动产生的约束，如建筑物中的阳台、插入地面的电线杆等。 既不允许构件作纵向或横向移动，也不允许转动。 约束反力比较复杂，一般在平面力系中常简化为正交的一对反力和一反力偶。 图1-46 柔体约束 图1-47 光滑面约束 图1-48 固定铰链约束 图1-49 活动铰链约束 图1-50 固定端约束 三、受力图 例1-5： 水平梁 AB 中点受已知力 F 的作用， A 端为固定铰支座， B 端为活动铰链支座梁的自重不计，如图1-51，试画出梁 AB 的受力图。 图1-51水平梁 AB受力分析 四、力矩和力偶 １.力矩 在力学上用物理量F d及其转向来度量力F使物体绕O点转动的效应，称为力对O点之矩，简称力矩，以符号表示。 ２.力偶 力学上把一对大小相等、方向相反，作用线平行且不重合的力组成的力系称为力偶，通常用（F，F/）表示。 图1-53力偶 图1-54 力偶的图示 图片 动画 视频 讲授 多媒体教学 50分钟 深化 五、平面力系 1．力的平移定理 2．平面一般力系 3．平面一般力系的平衡 平面汇交力系合成的合力为零 平面力偶系合成的合力偶矩为零 当同时满足这