关于《平面汇交力系的合成与平衡的解析法》教学设计

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1、关于《平面汇交力系的合成与平衡的解析法》教学设计摘要：就《工程力学》课程第一篇第二章《平面汇交力系合成与平衡的解析法》课题在教材、教法、学法和教学程序等四个方面进行教学设计的探讨。　　关键词：平面汇交力系；合成的解析法；平衡的解析条件　　　　我分析的课题是《平面汇交力系的合成与平衡的解析法》。本课题是全国中等职业技术学校机械类专业《工程力学》课程静力学部分的一项重要内容。下面，我从教材、教法、学法和教学程序等方面，谈谈平面汇交力系的合成与平衡的解析法的教学设想与思路。　　　　教材的探讨和教学目标的确立　　　　教材分析平面汇交力系的合成与平衡问题是《工程力学》

2、第一篇理论力学部分第二章平面汇交力系的主要内容，解决方法有几何法（图解法）和解析法两种，几何法的解法比较简单直观，但是在作图过程中要求非常仔细精确，否则会造成误差过大，平时解题时不便采用，因此用解析法解决平面汇交力系的合成与平衡问题成为本章的重点。解析法是以力在坐标轴上的投影作为基础来进行计算的，而对于平面汇交力系的合成与平衡，则侧重于求解合力大小和方向以及指导学生如何正确列出平衡方程，求解未知量。　　教学目标及确立依据根据教学内容及特点，以及学生现有知识水平和理解能力，依据技工学校机械类《工程力学教学大纲》要求，确定教学目标如下：（1）知识目标：通过力的合

3、成计算公式、物体受力分析建立平衡方程，求解平面汇交力系的合力及有关未知量。（2）能力目标：培养学生分析、解决工程上简单的实际问题的能力。（3）思想目标：通过教学，激发学生的学习热情，培养学生勤于思考的良好习惯，提高学习质量。（4）根据大纲规定，掌握平面汇交力系合成的解析法及平衡的解析条件，熟练运用平衡方程解决简单的平面汇交力系平衡问题。　　　　学生状况和教材的处理　　　　学生状况分析及对策技校学生的知识基础较差，分析、解决问题的能力与解题的灵活性不强，而平面汇交力系的合成及平衡问题涉及的数学、物理基础知识较多，因此在教学过程中，针对解析法的基础——力在坐标轴

4、上的投影问题，应侧重给学生复习三角函数知识和勾股定理，即重点掌握正弦、余弦公式及勾股定理的公式，并在讲解投影问题时反复强化，明确力在x轴上的投影为Fx=±Fcosα，在y轴上的投影为Fy=±Fsinα，（其中α角为力F与x轴所夹锐角），并要求学生记住有关公式，能正确判断力在坐标轴上投影的正负号，以便在计算中灵活采用。　　教学内容的组织与安排在教材的处理与安排上教师要精心策划、详略得当，同时讲授内容要有系统性，条理清楚，重点突出。由于平面汇交力系的合成与平衡问题的计算是本章难点，因此必须在讲解概念及计算方法的技巧方面下工夫，以教师讲解为主，学生练习为辅，同时讲

5、解一些具有代表性的例题，并在解题过程中利用力在坐标轴上的投影公式强化学生对这些知识的理解，做到举一反三，加深体会。　　　　教学方法的设计　　　　导学法精心设疑，引导学生自行回忆三角函数关系和勾股定理，并及时切入力在坐标轴上的投影概念，反复强调力的投影的关键是力的两端分别向相应的坐标轴作垂线，使教学具有一定的侧重性、启发性。　　形象比喻法在讲解力在坐标轴上的投影时，采用形象比喻法：假设一束阳光通过一个力垂直照射到坐标轴上，这个力便在相应坐标轴上投下一道阴影，这就是力在坐标轴上的投影。通过形象比喻法进行教学，不仅启发了学生的形象思维、提高了学习兴趣和学习热情，而

6、且对知识的掌握帮助也很大。　　教师点拨引导法在解决平面汇交力系的平衡问题时，学生往往对物体的受力分析、画受力图及建立直角坐标系无从下手，即使他们对投影知识有了一定的了解，但往往因为知识不够牢固、灵活性不强而无法解题，这时教师应根据学生掌握知识的程度和具体情况，在如何进行物体的受力分析、建立平衡方程等关键性问题上给学生以适当的提示，引导他们回忆第一章第三节《约束与约束反作用力》的相关内容，进一步强调约束类型及约束反力的特点，突破学习难点，减少他们在学习上的困难，培养学习的兴趣和知难而上的学习精神。比较分析法解答例2-4时，可采用比较分析法。指导学生把课本翻回第

7、21页看例2-1即用几何法解同一道题，说明几何法解题虽然简单，但对作图的精确度要求比较高。而解析法由于建立直角坐标轴的方式不同，又可以采取两种解题方法，说明坐标轴应尽量取在与未知力作用线垂直的方向上，这样在一个平衡方程中只有一个未知量，不必解联立方程，比较简便。此时教师演示这两种不同方式的解题挂图，以加深学生的理解，并要求学生采取简便的方法来做题。通过比较分析，可以使学生充分认识几何法与解析法之间的区别，以及建立适当的直角坐标轴　　可以简化计算的技巧。　　　　学习方法的设计和指导　　　　学法指导是培养学生的学习能力、增强学生探求知识奥秘的兴趣之关键所在，应贯

8、穿于教学双边活动的始终。根据教材特点和学生的实际情况