《机械基础》教案 第6课 构件受力分析（2）.docx

课题 构件受力及变形分析（一）——构件受力分析（2） 课时 2课时（90 min） 教学目标 知识技能目标： （1）掌握约束和约束力的概念，以及常见的约束类型 （2）掌握受力分析的方法和受力图的绘制方法 （3）了解平面任意力系平衡方程的原理及应用 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：约束和约束力的概念、常见的约束类型、受力分析与受力图、 教学难点：平面任意力系平衡方程的原理及应用 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（20 min）→课堂实训（18 min） 第2节课：问题导入（5 min）→传授新知（15 min）→课堂实训（10 min）→任务实施（10 min）→课堂小结（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，提醒同学通过APP或其他学习软件预习本节课知识，了解约束和受力分析，平面力系等内容，并思考以下问题： （1）常见的约束有哪些？都有什么特点？ （2）简要说明受力图的绘图步骤。 （3）平面力系分为哪几类？请举例说明。 【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： 在日常生活中可以看到：绳索悬挂的灯、支承在墙上或柱子上的梁都掉不下来；人坐在椅子上也摔不下来。为什么灯、梁和椅子上的人都不能向下运动呢？ 【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（20min） 三、约束与受力分析 【教师】新知讲解 1．约束与约束力 一个物体的运动受到周围物体的限制时，这种周围物体称为约束。 约束对物体运动的限制是通过力来实现的，这些约束中限制物体运动的力称为约束反力，简称约束力。 2．常见的约束类型 在分析约束力之前需要了解约束的类型。下面介绍工程中几种常见的约束类型及其约束力的特点，（详见教材表2-1）。 【学生】聆听、思考、理解 【知识链接】铰链又称合页，是用来连接两个构件并允许两者相互转动的机械装置。如图2-14所示，圆销插入构件1和构件2的圆孔内构成一个铰链。铰链对两个构件形成铰链约束，使两构件只能做相对转动，而不能做相对移动。铰链约束具有广泛的应用。例如，门窗开关时，内燃机中曲轴与连杆、连杆与活塞（见图2-15）运动时都存在铰链约束。 图2-14 铰链的组成 图2-15 铰链约束的实例 【教师】新知讲解 3．受力分析和受力图 【课堂互动】 ?【教师】提出问题让学生思考、讨论，并随机抽取学生回答 放在桌子上的水杯受几个力的作用？ ?【学生】思考、讨论、回答 ?【教师】根据学生的回答，引入受力分析 1）受力分析 在工程中，为了解算未知作用力，通常需要利用已知力和平衡条件列平衡方程，因此必须先分析构件的受力情况，确定各个力的作用点和作用方向，这个分析过程称为构件的受力分析，所要分析的构件称为研究对象。 2）受力图 为了明确研究对象的受力情况，可以将其从周围物体对它的约束中分离出来，单独画出简图，这个过程称为选取研究对象或选取分离体。解除约束后的物体称为分离体，在分离体上标示出所有已知力和未知力的示意图称为物体的受力图。 画受力图是对物体进行受力分析的第一步，也是最重要的一步，其一般步骤如下。 （1）确定研究对象，解除约束，画出分离体的简图。 （2）依据已知条件分析主动力，画出分离体上的全部主动力。 （3）根据研究对象的约束类型进行受力分析，并在分离体上画出约束力。 【学生】聆听、思考、理解 通过教师讲解、课堂互动、举例分析等教学方式，帮助学生掌握约束和约束力的概念、常见的约束类型、受力分析的方法和受力图的绘制方法 课堂实训（18 min） 【教师】请同学们练习以下例题 【例2-2】如图所示，杆AB受力F的作用，杆件自重均忽略不计，试画出杆AB和杆BC的受力图。 【学生】观察、思考、讨论、练习、回答 【教师】对照学生的回答，板书讲解上述例题 【解】（1）画杆BC的受力图。 选取杆BC为研究对象，由于杆BC仅在B、C两处受铰链约束，因此杆BC为二力杆。由于杆BC在C端受固定铰链支座约束力的作用，方向由C指向B，因此根据二力杆的受力特点可知，杆件BC在B端受到的约束力为，方向由B指向C，如