土木工程力学（第三版）教案 24-结构的几何组成与静定性.doc

西安铁路职业技术学院

教师课时授课计划

课程名称

《工程力学》

授课学时

2学时

授课班级

铁道工程技术

（高职一年级）

班级人数

XX

授课地点

XX

授课形式

线上线下混合教学

教学课题

8.3结构的几何组成与静定性

教材资源

选用教材：“十二五”国家规划教材《土木工程力学（第三版）》

高等教育出版社，王秀丽主编，2024年出版。

参考教材：《工程力学》王建中主编

人民交通出版社，2011年出版。

教学目标

知识目标

了解静定性的概念；

掌握超静定次数的确定方法。

能力目标

能够分析体系的几何组成；

能够计算体系的超静定次数。

素质目标

培养学生分析问题、解决问题的能力；

培养学生严谨仔细、认真细心的品质。

教学重点

重点内容

几何组成与静定性

突破措施

视频演示加深理解

通过视频演示，加深学生对结构的几何组成与静定性的理解。

教学难点

难点内容

超静定次数的确定

突破措施

讲练结合小组合作

讲练结合加深学生熟练度；小组合作互帮互助。

加强练习

通过不同习题，加深学生对超静定次数确定的熟练度，使学生熟能生巧。

教学策略

教法

学法

自主探究法、讲练结合法、小组合作法等。

教学资源

（自建）在线开放课、知到APP、智慧职教云、力学小实验、演示动画、微课、PPT、文本、图片等。

（一）课前导学

教学环节

教学内容

课程思政融入点

课前自学

教师推送在线开放课中《结构的几何组成与静定性》的视频讲解，帮助学生预习知识；

教师推送课前习题，掌握学生课前预习情况，以便及时调整教学策略。

逐步养成学生自主学习的能力，提高学生主观学习的能动性。

（二）课中提升

教学环节

教学内容

课程思政融入点

课前任务回顾

（约10）

回顾课前视频，针对课前视频中的知识点，请学生自主讲解，教师补充讲解内容。

培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

通过学生自主讲解，培养其总结凝练的语言的能力，也可以提高学生自信心。

几何组成与静定性

（约20）

结构是几何不变的体系。如图a所示结构无多余联系。在荷载作用下，平面一般力系三个独立的静力平衡方程就能完全确定三个独立的未知力。无多余联系的几何不变结构是静定结构。

图b所示结构有一个多余联系，图c所示结构有两个多余联系。在荷载作用下，仅凭静力平衡方程不能确定全部未知力。有多余联系的几何不变结构是超静定结构。

通过“无多余联系的结构不一定是静定结构，无多余联系的几何不变结构才是静定结构；有多余联系结构不一定是超静定结构，有多余联系的几何不变结构才是超静定结构”这一知识点，引导学生分析问题时应严谨认真、多方面考虑，不要漏掉条件。另外，判断结构如此，日常中判断他人和事物也应如此。我们应该全面考虑问题，不应以某一面来判断他人或事物。片面的判断往往不准确。

确定超静定次数

（约60）

一个联系对应一个力。多余联系对应的未知力称为多余未知力。超静定结构多余未知力的个数称为超静定次数。超静定次数等于多余联系数。

可以将超静定结构看成在静定结构上，增加若干约束所构成。因此，确定超静定次数常见的方法是，撤除一些约束，使之变为静定结构。所撤除约束的联系数即为超静定次数。

试分别用小实验、算式两种形式对图中所示结构进行几何组成分析，并判断结构的静定性。

分析：用实验元件拼装，逐步扩大几何不变体系。体系几何不变，无多余联系。为静定结构。

试分别用小实验、算式两种形式对图中所示结构进行几何组成分析，并判断结构的静定性。

分析：用实验元件拼装。体系几何不变，多一联系。为一次超静定。

试分别用小实验、算式两种形式对图a、b、c所示体系进行几何组成分析，并判断结构的静定性。

分析：用实验元件拼装，逐步扩大几何不变体系（图d、e、f）：a)体系几何不变，无多余联系。为静定结构；b)体系几何不变，无多余联系。为静定结构。c）体系几何不变，多三个联系。为三次超静定结构。

体系几何不变，无多余联系。为静定结构。

b)视几何不变且无多余联系的部分ABCD为刚片

体系几何不变，无多余联系。为静定结构。

c）（多三个联系）

体系几何不变，多三个联系。为三次超静定结构。

通过实验元件拼装，以理论联系实际，锻炼学生的动手能力，培养学生理论联系实际的思维。

通过讲练结合的方式培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

巩固要点（约10）

引导学生总结本节课内容，培养学生总结问题的能力。并引导学生分析问题时应严谨认真、多方面考虑，不要漏掉条件。另外，应该全面考虑问题，不应以某一面来判断他人或事物。片面的判断往往不准确。

（三）课后拓展

教学环节

教学内容

设计意图

拓展任务

教师通过“知道APP”平台推送课后作业；