工程力学基础教案

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1、机械基础机械基础第一学年第一学期教案编号课题名称机械基础课时2章节项目2工程力学基础任务一认识力的概念与基本性质总课时32教学目标知识目标1.了解力矩、力偶、力偶矩、平面力偶系的概念；2.理解力及力系的概念和力的基本性质；3.掌握静力学基本公理。能力目标培养学生能够解决静力学和平面力偶系问题的能力情感态度价值观培养学生对力学的认识与学习的兴趣教学重点难点重点1．力及力系的概念和力的基本性质。难点1.静力学基本公理2.平面力偶系的合成和平衡条件教学环境教室教学资源机械挂图、教具课前准备准备挂图、教具教法建议讲授法、讨论法教学活动设计序号主要教学内容师生活动设计

2、1一、力及力系的概念学生、老师互动讨论为主2二、静力学基本公理教师重点介绍3三、力矩和力偶教师重点介绍教学实施步骤教学环节教学内容及教师活动学生活动时间分配复习旧课提问：1.机器、机构的含义？2.运动副的类型和符号？3.机械危险的主要形式和预防措施？分别找学生回答10ˊ知识链接一、力及力系的概念1.力力的概念是整个力学的基础，物体发生形变和物体运动状态发生变化均离不开力。力是改变物体运动状态或使物体变形的物体间相互的机械作用。(1)力是物体对物体的相互作用一个物体受到力的作用，一定是另一个物体对它施加这种作用。受力的物体叫受力体，施力的物体叫施力体。力不能脱

3、离物体而单独存在，这即是力的物质性和相互性。应注意：在分析物体受力时，一定要找出施力的物体，如果没有施力体，这个力就不存在。如：正在空中向前飞行的子弹，受到重力和空气的阻力，地球和空气是施力体，子弹是受力体。有人说，因为子弹正在向前飞行，所以它还应受到一个向前的推力作用，这是不对的，因为找出不推力的施力物体。（2）力是改变物体运动状态的原因物体的运动状态的改变主要是指物体的速度的变化。—速度的大小发生变化；速度的方向发生变化；速度的大小和方向都变化，这三种情况均认为物体的运动状态发生了变化。老师、学生互动讨论4’3’当物体受到一个力的作用，或受到几个力的作用

4、，但合力不为零时，力的作用就会使物体运动状态改变，物体将做变速直线运动或曲线运动。应注意：力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。(3)力的矢量性：力不但有大小，而且有方向，这种既由大小又由方向决定的量，我们叫矢量。大小相同而方向不同的两个力分别作用在物体Ａ上，如图1所示，物体Ａ的运动状态变化就不同。图1(4)力的三要素影响力的作用效果的是力的大小、方向和作用点，称之为力的三要素。2.力系⑴力系概念：同时作用在同一物体上的一群力。⑵等效力系等效力系：两力系对物体的作用效应相同，则二者互为等效力系。老师具体讲解用挂图以图形并茂的形式，结合知识

5、点进行具体的讲解，并让学生思考，举例说出自己平时见到过的零件。3’8’⑶平衡力系如果某一个力系作用到原来平衡的物体上，而物体仍然保持平衡，则此力系为平衡力系。⑷合力与分力若一个力与一个力系等效，则称这个力为该力系的合力，而该力系中的各个力称为这个力的分力。由已知力系求合力的过程称为力的合成，反之为力的分解二、静力学基本公理1.公理：二力平衡公理刚体：不计变形的物体，是一个理想模型。如图2-1-2（a）所示，悬挂着的电灯，受到向下的重力G和电线对它的拉力F的作用而处于静止平衡状态。由此可知，作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡状态的充分和必要条件是：两个力的大

6、小相等，方向相反，且作用在同一条直线上。对于刚体，力的作用只改变其运动状态。二力平衡只适用于刚体，对于变形体，二力平衡公理只是必要条件，但不是充分条件。如图2-1-2（b）所示绳索两端施加一对等值、反向、共线的拉力时可以平衡，但是受到一对等值、反向、共线的压力时就不能平衡了。只受两力作用并处于平衡状态的物体称为二力构件教师重点介绍并用挂图，以图形并茂的形式，结合知识点进行具体的讲解，并让学生思考想一想：现实生活中存在刚体吗？8’。当构件呈现杆状时，称为二力杆。如图2-1-3所示，二力杆CD处于平衡状态，根据公理1可知，作用在二力杆CD上的两个力FC和FD大小

7、相等，方向相反，并在两个力作用点的连线上。2.公理2：加减平衡力系公理在已知力系上加上火减去任一平衡力系，不改变原力系对刚体的作用效应。推论：力的可传递性原理作用于刚体上某一点的力，可沿其作用线移至刚体上任一点，二不会改变原力系对刚体的作用效应。如图2-1-5所示，力F作用在刚体上A点和作用在刚体B点的效果是一样的。3.公理3：力的平行四边形公理作用于物体上某一点的两个力的合力也作用于该点，合力FR的大小和方向由这两个力为邻边构成的平行四边形的对角线来确定。如图2-1-6（a）所示，作用于物体的两个力F1和F2的合力为FR，也可用矢量式表示为FR=F1+F2

8、推论：三力平衡交汇定理刚体上受同一平面内互不平行的三