平面任意力系的平衡

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1、《平面任意力系的平衡》教学设计【课题】平面任意力系的平衡（中国劳动社会保障出版社《工程力学》第三版第四章第一节）【课时】 第1课时（45分钟）【课型】 新课【教材分析】 静力学研究内容---物体受力分析方法和物体在力系作用下处于平衡条件在工程中应用很广。工程中最常见的力系是平面任意力系，前述的平面汇交力系和平面力偶系以及后述的平面平行力系可看成是平面任意力系的特殊形式，许多实际问题都可以简化为平面任意力系问题来处理，分析和解决平面任意力系平衡问题在静力学中占有重要地位。【学情分析】 职高学生对工程结构

2、缺乏感性认识，对于作用在工程结构上力的分析难以正确理解，尤其对如何应用平衡方程解决工程上的平衡问题感觉困惑，对所学知识点内容缺乏整合应用的能力。但他们具有初步的分析和解决问题的能力，这就需要教师能合理设疑，引导学生进行自主探究，充分发挥学生学习主体的作用。【教学目标分析】 1．识记目标：理解平面任意力系的概念；掌握平面任意力系的平衡条件和平衡方程。2．能力目标：能应用平面任意力系平衡方程解决工程上的平衡问题；培养学生严谨的逻辑思维能力和自主探索问题的能力；提高学生分析和解决问题的能力。3．情感目标：培

3、养学生勤于思考的好习惯和严谨、务实、细致的工作态度；通过小组讨论，培养学生的协作精神。【重点、难点】 重点：平面任意力系的平衡条件和平衡方程以及物体在平面任意力系作用下平衡问题的解法。难点：应用平面任意力系平衡方程求解物体平衡问题的方法和步骤以及解题方法的优化。【教学方法及策略】本节课运用创设问题情境---引导学生自主探究---小组合作讨论---练习总结---知识拓展的教学模式；采用启发式教学法，引导学生进行自主探究学习，通过对展示案例的合作讨论，进行解题方法的优化，以达到预期的教学目标。【课件设计思

4、路】为配合讲课需要，新课引入内容采用动态显示，各例题图及受力分析采用实时作图。 【教学过程设计分析】学生在前述课题中已经学习了物体的受力分析方法、静力学公理、运用平面汇交力系平衡的解析条件解决平面汇交力系作用下的物体平衡问题、力矩的平衡条件以及平面力偶系的平衡条件等力学知识，而正确地画出物体的受力图是分析、解决静力学平衡问题的基础。 图1起重机一、新课引入                              图1   起重机     在新课引入时，我直接通过课件展示工程结构力学动态简图（如图1）

5、，师生共同分析构件间的约束关系和所受载荷情况后，让学生对水平梁AB进行受力分析，画出受力图。针对梁AB的受力图，引导学生分析其受力特点及与前述平面汇交力系受力特点的区别，从而引出该课题所要讲授的平面任意力系概念。二、新课讲授1、物体在平面力系作用下，不但有在平面内发生移动的可能性，而且有在平面内发生转动变化的可能性。师设问：要使物体在平面任意力系作用下仍保持平衡状态，应满足什么条件？引导学生应用已学知识进行自主分析、探索，归纳出平面任意力系的平衡条件。2、针对水平梁的受力图（如图2），在已知梁重G和起

6、吊载荷Q的前提下，引导学生应用平面任意力系的平衡条件，巩固平面汇交力系平衡方程的基础上，探索求解梁AB平衡问题的方法，在此过程中，师适时地向学生渗透学法、解法及方案的多样化，归纳出平面任意力系的平衡方程（①基本形式----两个投影式，一个力矩式；②二力矩式----二个力矩式，一个投影式。）。            图2     三、随堂训练     在学生理解平面任意力系的平衡条件和平衡方程的基础上，出示题2（如图3） 作为课堂练习，进行求解平衡问题的进一步探索。学生分组讨论，师加以观察、启发。杆AB

7、上有三个着力点，根据学生原有认知基础，可能会出现两种讨论结果：①利用三力平衡汇交定理画受力图，根据平面汇交力系平衡方程求解未知量；②利用平面任意力系平衡方程求解未知量。此题采用平面汇交力系平衡方程求解时，计算比较繁琐，并且容易出错；用平面任意力系平衡方程进行求解相对比较简单。此时师结合讨论、比较分析结果，向学生渗透解题技巧及方案的优化选择以及运算的准确性，激发学生的发散性思维。               图3    四、练习小结  通过例题1、2的求解，师生共同分析、归纳出平面任意力系平衡问题求解的

8、方法、步骤及解题要点等。   五、课后拓展     在学生初步熟悉求解平面任意力系平衡问题的方法和步骤后，出示题3（如图4）作为课后延伸练习（课后作业）。工程实际问题形式多样，为简化平面任意力系平衡问题的计算，学生课后对图示小车进行受力分析，画出受力图，应用所学平面任意力系平衡方程进行求解未知量。求解时要注意坐标轴的合理选择、解题方案的优化，对求解平面任意力系平衡问题有进一步的掌握。                 图4【板书设计】 多媒体投影区一、平面