《机械基础》教案 第5课 构件受力分析（1）.docx

课题 构件受力及变形分析（一）——构件受力分析（1） 课时 2课时（90 min） 教学目标 知识技能目标： （1）掌握静力学有关的概念和公理 （2）掌握力偶的概念、性质，以及平面力偶的等效定理 （3）掌握平面力偶系的合成和力的平移定理 思政育人目标： （1）提高严谨细致的逻辑推理能力和原理分析能力 （2）培养追求真理、实事求是、勇于探究与实践的科学精神 教学重难点 教学重点：静力学有关的概念和公理、静力学分析的基本方法 教学难点：对构件进行受力分析 教学方法 案例分析法、问答法、讨论法、讲授法 教学用具 电脑、投影仪、多媒体课件、教材 教学设计 第1节课：课前任务→考勤（2 min）→问题导入（5 min）→传授新知（38 min） 第2节课：互动导入（5 min）→传授新知（35 min）→课堂小姐（3 min）→作业布置（2 min） 教学过程 主要教学内容及步骤 设计意图 第一节课 课前任务 【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，组织学生下载“任务工单2.1”，并根据任务工单进行组内分工。同时，提醒同学通过APP或其他学习软件预习本节课知识，了解静力学相关概念和公理，力矩和合力矩定理，力偶及力的平移等内容，并思考以下问题： （1）静力学都有哪些公理？ （2）力矩和力偶的相关定理有哪些？ 【学生】完成课前任务 通过课前任务，使学生了解所学课程的重要性，增加学生的学习兴趣 考勤（2 min） 【教师】使用APP进行签到 【学生】按照老师要求签到 培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况 问题导入 （5 min） 【教师】提出以下问题： 物理学中我们已学了力的基本知识，力广泛地存在于我们的生活、生产中。请同学们回忆一下：什么是力？ （1）讲台上的粉笔盒为什么能静止在讲台上？ （2）电动机车为什么能作匀速直线运动？ 【学生】思考、讨论、回答 【教师】通过学生的回答引入要讲的知识 通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣 传授新知（38min） 静力学基本知识 【教师】新知讲解 1．静力学的基本概念 1）机械运动 在力学中，人们把物体在空间的位置随时间的改变称为机械运动。 【课堂互动】 ?【教师】演示手推动粉笔盒，粉笔盒在讲桌上运动，为什么？ ?【学生】观看、思考、回答 2）力和力系 力是物体间的相互机械作用。 【课堂互动】 ?【教师】观察以下两种现象，并分析为什么？ （1）受推动粉笔盒，粉笔盒由静止而运动。 （2）手压弹簧，弹簧变短。 ?【学生】观看、思考、回答 力的作用有两种效应：使物体的机械运动状态发生改变和使物体的形状发生改变，前者称为运动效应（也称外效应），后者称为变形效应（也称内效应）。 力系是指作用于物体上的一组力。 3）平衡和平衡力系 平衡是指物体相对于惯性参考系（如地球）保持静止或做匀速直线运动的状态，它是机械运动的特殊形式。 物体平衡时的力系称为平衡力系。 处于平衡状态的物体，作用在它上面的力系会满足一定的条件，这些条件称为力系的平衡条件。 【课堂互动】 ?【教师】观察并回答问题 请问同学们有没有受力不变形的物体？ ?【学生】观看、思考、回答 ?【教师】以讲台为例，手压讲台，引入刚体的概念 4）刚体 在力的作用下形状和尺寸都不发生改变的物体称为刚体。 由于微小变形一般不会影响物体的整体受力情况，可忽略不计，因此在进行静力学分析时通常将受力物体视为刚体，以使问题简化。 【课堂互动】 ?【教师】观察并回答问题 用手关教室的门（采用不同的力，不同的方向），观看不同的效果，引导学生回答力的作用效果与哪些因素有关。 ?【学生】观看、思考、回答 5）力的要素及表示方法 （1）力的大小：用线段的长短表示。 （2）力的方向：用箭头表示。 （3）力的作用点：用在受力物体上的一个点表示。 人推车的推力 2．静力学公式 【多媒体教学】 ?【教师】要求学生通过“”APP扫描二维码“二力平衡的条件”，观看微课视频，学习二力平衡知识 ?【学生】观看、思考 1）二力平衡公理 公理：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上是刚体在两个力的作用下处于平衡状态的充分必要条件，简称等值、反向、共线。 如图所示，刚体在和的作用下处于平衡状态，可用公式表示为。 二力平衡公理只适用于刚体，对于变形体，此条件只是必要条件，而不是充分条件。 例如，对于绳子而言，当受到等值、反向、共线的一对拉力作用时，绳子处于平衡状态，如图（a）所示；但当受到等值、反向、共线的一对压力作用时，绳子则不能平衡，如图（b）所示。 2）加减平衡力系公理 公理：在作用于刚体的任一力系中，加上或减去任意一个平衡力系，不改变原力系对刚体的作用效应。 推论——力的可传性原理：作用于刚体上的力可沿其作用线移到这一刚体内的任意一点，而不改变该力对刚体的作用效应。