《平面一般力系的平衡》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上平面一般力系的平衡教學(xué)設(shè)計(jì)課題平面一般力系的平衡教學(xué)時(shí)間4課時(shí)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1、知道平面一般力系的平衡條件；2、能寫(xiě)出平面一般力系平衡方程的兩種形式；3、能運(yùn)用平面一般力系的平衡方程計(jì)算單個(gè)構(gòu)件的平衡問(wèn)題；4、感悟平面一般力系的平衡問(wèn)題在工程中的應(yīng)用。過(guò)程與方法1、能舉出生活中和工程中的單個(gè)構(gòu)件的平面一般力系的實(shí)例，從而體驗(yàn)單個(gè)構(gòu)件作用下處于平面一般力系的平衡狀態(tài)時(shí)物體的受力特點(diǎn)和平衡條件；2、探究單個(gè)構(gòu)件的平面一般力系平衡問(wèn)題的解題方法。情感、態(tài)度、價(jià)值觀1、通過(guò)探究平面一般力系作用下平衡問(wèn)題的解題方法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)敢于創(chuàng)新的精神；2、通過(guò)分析平面一般力系平

2、衡在工程中的應(yīng)用，增強(qiáng)安全生產(chǎn)意識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)運(yùn)用平面一般力系的平衡方程求解單個(gè)構(gòu)件的平衡問(wèn)題。教學(xué)難點(diǎn)1、建立平面一般力系的平衡方程；2、感悟平面一舤力系的平衡問(wèn)題在工程中的應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容及其過(guò)程學(xué)生活動(dòng)教師導(dǎo)學(xué)一、引入1如圖一所示的挑梁，伸入墻體的長(zhǎng)度要大于挑出的長(zhǎng)度，為什么？2圖二所示中的水壩（或擋土墻），其斷面為什么要做成梯形形狀？要保證其穩(wěn)定性，應(yīng)滿足什么條件？如何驗(yàn)算？ 圖一 圖二二、導(dǎo)學(xué)提綱1、平面一般力系的平衡條件（1）各力的作用線既不全 ， 也不全 的平面力系，稱(chēng)為平面一般力系。（2）物體在平面一般力系的作用下，處于平衡狀態(tài)時(shí)，該物體既不能產(chǎn)生 ，也不能產(chǎn)生 。（3）平面一般力

3、系的平衡條件是：平面一般力系的合力等于 ，即：力系中所有各力在兩坐標(biāo)軸上的投影的代數(shù)和分別等于 ，且力系中所有各力對(duì)其平面內(nèi)任一點(diǎn)的力矩的代數(shù)和等于 。（4）寫(xiě)出平面一般力系平衡方程的兩種形式，其中二矩式有什么限制條件？為什么？（5）平面一般力系的平衡方程獨(dú)立的有方程有幾個(gè)？最多能求解多少個(gè)未知量？。2、平面一般力系的平衡條件的應(yīng)用（1）利用平面一般力系的平衡方程求解支座反力時(shí)，你認(rèn)為應(yīng)注意什么？為了保證所列的方程中只含一個(gè)未知力，建立坐標(biāo)時(shí)應(yīng)注意什么？（2）說(shuō)出教材P41圖2-26、2-27雨蓬或陽(yáng)臺(tái)產(chǎn)生傾覆的原因。再舉出2-3個(gè)工程中或生活中受平面一般力系的作用下，由于不滿足平衡條件而失穩(wěn)

4、的例子。（3）計(jì)算教材P53 2-10圖（f）中構(gòu)件的支座反力FX= FY= MeA= 。（4）說(shuō)出利用平面一般力系平衡方程求解支座反力的步驟。三、教師精講FBNBFAYBFAXB例1 鋼筋混凝土鋼架，受荷載及支承情況如圖所示。已知P=5KN，m=2KN.m，鋼架自重不計(jì)，求支座A、B的反力。解：取鋼架為研究對(duì)象，畫(huà)其受力圖。建立坐標(biāo)系，列平衡方程由X=0，P+FAX=0，得FAX =-P=-5KN（）由MA（F）=0，-P×3m-M+ FNB×3m=0 得FNB =5.67KN（）由Y=0，F(xiàn)AY+FNB=0，得FAY =- FNB =-5.67KN（）例2題目見(jiàn)教材P4

5、0例2-解：由Fx = 0得FAx = 0由Fy = 0，F(xiàn)Ay - ql - F = 0得FAy = ql +F = 4 kN/m×2 m +10 kN = 18 kN （）由MA（F） = 0，MeA - ql× （1/2）-Fl = 0得MeA = （1/2）ql2 +Fl = （1/2）×4 kN/m×（2 m）2 +10 kN×2 m = 28 kN · m （ 逆時(shí)針）例3題見(jiàn)教材P42 例2-8解： （ 1） 畫(huà)受力圖如圖2-28b 所示。（ 2） 列平衡方程求解支座反力。由Fx = 0，F(xiàn)Ax + F = 0得FAx

6、= -F = -50 kM （）由MA（F） = 0，F(xiàn)ND l-Fa = 0得FND = Fa/l= 50 kN×4 m/4 m= 50 kN （）由MD（F） = 0，-FAy l-Fa = 0得FAy = -Fa/l= -50 kN×4 m/4 m= -50 kN （）四、練一練練習(xí)1 （第一次課中練習(xí)） 教材P52 求圖示各梁的支座反力。 練習(xí)2 （第二次課中練習(xí)） 求示各梁的支座反力 教材P53 （a）（b）（d）（e）五、探究與感悟1、探究：在求解平面力系的平衡問(wèn)題時(shí)，運(yùn)用坐標(biāo)系的取向和矩心位置的選擇，是否可以簡(jiǎn)化運(yùn)算？如果可能，應(yīng)如何選擇？為什么平面一般力系滿

7、足了兩個(gè)平衡的投影方程時(shí)，仍不能完全保證其平衡？ 2、感悟：教材P41 圖2-26 2-27中 雨蓬為什么會(huì)傾覆，要保證雨蓬的穩(wěn)定性，應(yīng)滿足什么條件？自行標(biāo)出有關(guān)尺寸，寫(xiě)出其保證平衡的式子。六、布置作業(yè)課本作業(yè)：第一次：P53 2-9 2-11第二次：P53 2-10 （c） （g） 課外作業(yè)：1、通過(guò)本內(nèi)容的學(xué)習(xí)，你有哪些收獲？還存在哪些困惑？2、參觀施工現(xiàn)場(chǎng)，觀察平面力系平衡的構(gòu)件，并用有關(guān)知識(shí)加以說(shuō)明。讓同學(xué)們觀察圖一、圖二，回答問(wèn)題。1、自主學(xué)習(xí)自學(xué)教材、自主完成導(dǎo)學(xué)提綱，記錄疑點(diǎn)或無(wú)法解決的問(wèn)題，為交流作準(zhǔn)備。2、組內(nèi)交流在小組長(zhǎng)的組織下，有序開(kāi)展交流與探討，共同解決存在的問(wèn)題，并整

8、理交流的結(jié)果。3、小組展示各組依次對(duì)交流的結(jié)果進(jìn)行展示，并對(duì)各組的展示作出補(bǔ)充或評(píng)價(jià)。4、自我檢測(cè)獨(dú)立完成，學(xué)困生可在同學(xué)或老師助學(xué)下完成。5、反思提高通過(guò)探究與感悟，激發(fā)求知欲望，提高學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)的興趣。通過(guò)圖一、圖二的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生思考，教師分析引入課題。1、布置前置作業(yè)課前精心預(yù)設(shè)前置作業(yè)，（由導(dǎo)學(xué)提綱、練一練、探究與感悟組成）組織學(xué)生自主學(xué)習(xí)。2、巡視導(dǎo)學(xué)巡視課堂，了解情況，對(duì)問(wèn)題與疑點(diǎn)積極引導(dǎo)，適時(shí)點(diǎn)撥。對(duì)學(xué)困生積極鼓勵(lì)，并適度助學(xué)。3、點(diǎn)評(píng)與精講對(duì)各組討論進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行精講。4、反饋小結(jié)巡視指導(dǎo)，了解課堂教學(xué)效果，對(duì)課堂練習(xí)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，對(duì)平衡問(wèn)題的求解步驟進(jìn)行小結(jié)。5、課外拓展對(duì)

9、學(xué)有余力的同學(xué)要求探究不同的解題方法，并感悟該力學(xué)知識(shí)在工程中應(yīng)用，提升學(xué)生的能力。物體系統(tǒng)的平衡教學(xué)設(shè)計(jì)課題物體系統(tǒng)的平衡教學(xué)時(shí)間2課時(shí)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1、能說(shuō)出什么是物體系統(tǒng)；2、知道物體系統(tǒng)平衡的特點(diǎn)；3、能運(yùn)用平面一般力系的平衡方程解決物體系統(tǒng)的平衡問(wèn)題；4、感悟物體系統(tǒng)平衡問(wèn)題在工程中的應(yīng)用。過(guò)程與方法1、通過(guò)列舉工程中的物體系統(tǒng)平衡問(wèn)題，體驗(yàn)物體系統(tǒng)平衡的特點(diǎn)；2、探究?jī)蓚€(gè)物體聯(lián)系在一起時(shí)的物體系統(tǒng)平衡問(wèn)題的解題方法。情感、態(tài)度、價(jià)值觀1、通過(guò)探究物體系統(tǒng)平衡的特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神；2、通過(guò)分析物體系統(tǒng)的平衡在工程中的應(yīng)用，增強(qiáng)安全意識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)運(yùn)用平面一般力系的平衡方程求解

10、簡(jiǎn)單的物體系統(tǒng)平衡問(wèn)題。教學(xué)難點(diǎn)拆分系統(tǒng)，選取研究對(duì)象，建立平衡方程；教學(xué)內(nèi)容及其過(guò)程學(xué)生活動(dòng)教師導(dǎo)學(xué)一、引入如圖一所示一電工用木梯，當(dāng)工人在上面爬行時(shí)繩子和桿件在支承處和鉸連接處受的力都在變，向上移動(dòng)時(shí)，這些力是如何變化的？如何計(jì)算？（圖一）二、導(dǎo)學(xué)提綱1物體系統(tǒng)是指 。2當(dāng)物體系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，組成系統(tǒng)的每一個(gè)物體也處于 狀態(tài)。3處理物體系統(tǒng)平衡問(wèn)題時(shí)，可取系統(tǒng)整體為研究對(duì)象。也可取系統(tǒng)中的某一 為研究對(duì)象。取研究對(duì)象最好是受力最少，有已知力作用，結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的部分，但不管如何取，所列舉的方程中最好只含 個(gè)未知量，避免解聯(lián)立方程。4一般情況下，結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)、受力對(duì)稱(chēng)，則約束反力也 。5一般由n

11、個(gè)物體組成的物體系統(tǒng)，可以建立 個(gè)獨(dú)立的平衡方程。6在物體拆開(kāi)處的約束反力，一定符合 關(guān)系。三、教師精講例1題目見(jiàn)P44 教材2-9。解： （1） 取梁CD 為研究對(duì)象。（原因：CD段受力最少）由MC（ F） = 0，-F2 sin 60°×2 m + FND×4 m = 0得FND=8.66 kN （）由Fx = 0，F(xiàn)Cx - F2 cos 60° = 0得FCx = F2 cos 60° = 20 kN×0.5 = 10 kN由Fy = 0，F(xiàn)Cy + FND - F2 sin 60° = 0得FCy = F2 sin

12、 60°- FND = 20 kN×0.866 - 8.66 kN =8.66 kN（2） 取梁AC 為研究對(duì)象。（原因：由作用力與反作用力的關(guān)系可知: F、CX F、CY 已知 且受力比整體簡(jiǎn)單一些）由MA（ F） = 0，-F1×2 m - F'Cy×6 m + FNB×4 m = 0由Fx = 0，F(xiàn)Ax- F'Cx = 0得FAx= F'Cx = 10 kN （）由Fy = 0，F(xiàn)Ay - F1 + FNB - F'Cy = 0得FAy = F1 - FNB + F'Cy =（ 10 -17.99

13、 + 8.66） kN = 0.67 kN （）例2題目見(jiàn)教材P45解： （1） 取整體為研究對(duì)象，受力如圖2-32b 所示。例2-10MA（ F） = 0，得FBy =ql/2= 60 kN （）根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可得FAy = FBy = 60 kN （）FAx = FBx（2） 取左邊折桿為研究對(duì)象，受力如圖2-32c 所示。由MC（ F） = 0，得FAX=30KN因FBx = FAx故FBx = 30 kN （）由Fx = 0，F(xiàn)Ax - FCx = 0得FCx = FAx = 30 kN由Fy = 0，得10 kN/m×12 m - 60 kN = 010 kN/m×1

14、2 m - 60 kN = 0四、課堂練習(xí)：1 求圖示組合梁的支座反力。（P54 2-12 a ）五、探究與感悟1、探究：例1中第二步可否取整體為研究對(duì)象求支座A、B的約束反力，如能，請(qǐng)?jiān)囈辉嚒?、感悟：圖一中的梯子，人爬行到什么位置時(shí)，繩子的拉力和鉸連接處的內(nèi)力最大？梯子與地面成的角度大約為多少度時(shí)最合適？為什么？物體系統(tǒng)處于平衡時(shí)，物體中的每一個(gè)物體都是平衡的，反過(guò)來(lái)物體系統(tǒng)中有一個(gè)物體不平衡，則整個(gè)系統(tǒng)是否還平衡？在日常生活和工作中，若一個(gè)團(tuán)隊(duì)（如：班級(jí)體）是優(yōu)秀的，則該團(tuán)隊(duì)的組成成員也應(yīng)是優(yōu)秀，反過(guò)來(lái)，若一個(gè)團(tuán)隊(duì)的組成成員中有違法違紀(jì)的，該團(tuán)隊(duì)又能否評(píng)上優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)呢？六、布置作業(yè)課本作業(yè)

15、：P54 2-12（C）課外作業(yè)：1、通過(guò)本內(nèi)容的學(xué)習(xí)，你有哪些收獲？還存在哪些困惑？2、找一電工用梯子，試著用一下，梯子與地面成的角度在改變時(shí)，梯子受力有何變化，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)加以說(shuō)明。3、P54 2-13 （選作）讓同學(xué)們觀察圖中梯子由幾個(gè)部分構(gòu)成，分組討論，讓后回答問(wèn)題。1、自主學(xué)習(xí)自學(xué)教材、自主完成導(dǎo)學(xué)提綱，記錄疑點(diǎn)或無(wú)法解決的問(wèn)題，為交流作準(zhǔn)備。2、組內(nèi)交流在小組長(zhǎng)的組織下，有序開(kāi)展交流與探討，共同解決存在的問(wèn)題，并整理交流的結(jié)果。3、小組展示各組依次對(duì)交流的結(jié)果進(jìn)行展示（回答或上臺(tái)填寫(xiě)），并對(duì)各組的展示作出補(bǔ)充或評(píng)價(jià)。4、自我檢測(cè)獨(dú)立完成，學(xué)困生可在同學(xué)助學(xué)下完成。5、反思提高通過(guò)探究與感悟，激發(fā)求知欲望，提高學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)的興趣。根據(jù)學(xué)生的回答，總結(jié)分析 得出什么是系統(tǒng)，從而引入課題。1、布置前置作業(yè)課前精心預(yù)設(shè)前置作業(yè)，（由導(dǎo)學(xué)提綱、練一練、探究與感悟組成）組織學(xué)生