机械基础——力学教学教案03（高教版）(中职教育)

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1、力学——平衡方程及其应用【课题名称】平衡方程及其应用【教材版本】李世维主编•中等职业教育国家规划教材一机械基础（机械类）.第2版.北京：高等教育出版社，2006【教学目标与要求】一、知识目标1、了解力在坐标轴上的投影；2、理解平面力系的平衡方程及其应用。二、能力目标通过平而力系平衡方程的应用，培养分析问题和解决问题的能力。三、素质冃标1、了解力在朋标轴上的投影；2、了解平血力系的平衡方程及其特例。应用平衡方程解决工程实际问题，培养工程意识。四、教学要求1、初步了解力在处标轴上的投影；2、应用力的平移原理建立平衡方程并能解决工程实际问题。【教学重点】1、力在坐标

2、轴上的投彫；2、平衡方程的应用。【难点分析】应用力的平移原理建立平衡方程【教学方法】教学方法：讲练法、演示法、讨论法、归纳法。【教学资源】1.机械基础网络课程.北京：高等教育出版社，20062.吴联兴主编.机械基础练习册.北京：高等教育出版社，2006【教学安排】3学时（135分钟）教学步骤：讲授与演示交叉进行、讲授屮穿插讨论、讲授屮穿插练习与设问，最示进行归纳。【教学过程】★复习旧课（5分钟）1、力的平移原理2、力偶性质G力偶无矩心O力偶无合力。等效力偶可以互换★导入新课平衡方程是在解决工程实际问题小，通过对力的分析,建立起來的力的数学解析表达式,是工程实际

3、中对受力情况的一种定量分析方法。★新课教学（80分钟）§2-2平衡方程及其应用一、平面受力时的解析表示法力在坐标轴上的投影力F在x、y轴上的投影:yaD力F在x、y轴分力大小:Fx=FcosaFy=FsinaFx=Fcosa=abFy=Esina=ab"投影正负规定如下：若此力沿坐标轴的分力的指向与坐标轴一致，则力在该坐标轴上的投影为正值；反之，则投影为负值.♦注意：力的分力是矢量，而力在坐标轴上的投影是代数量。♦讨论：合力是否一定比分力大？二、平面受力时的平衡方程及应用1、平血一般力系的简化-般力系平移示得到一个汇交力系和力偶系。2、平面一•般力系的平衡平面

4、汇交力系的合力和平面力偶系的合力偶矩同时为零。平衡方程：工耳=0XFv=0XMo=0例题分析：教材例2-5、例2-6三、平血受力的特殊情况1、平而平行力作用的平衡平衡方程XFV=OXMo=0例题分析：塔式起重机的机身总重G=220册，重心在塔中点，最大起重量，尺寸如图所示。求（1）当平衡重时，轨道的反力；（2）满载时保持机身平衡的最小平衡重；（3）空载时保持机身平衡的最大平衡重。解：（1）由平衡力系平衡方程求反力（2（6+2）-Na•4+G<2-P（12-2）=0Na=45kN工P、=0Na+Nb-g-p-q=oNr=255kN(2)满载吋，NA=0<2min

5、(6+2)+G-2-P(12-2)=00罰=7.5册（3）空载时，g=0XM4(P)=0Q』6—2)—G・2=0"kN<0<\MN2、平面力偶系的合成与平衡作用在物体同一平面内的力偶，称为平面力偶系。平面力偶系合成的结果为一合力偶,其合力偶矩等于各分力偶矩的代数和。M=m、+科2++mn=Sm若力偶系平衡，则合力偶矩必为零。平衡方程例题分析：钻孔吋钻头给工件施加一个压力和一个力偶，其力偶矩，若夹紧工件的两个螺栓间的距离，求每个螺栓所受的横向力。工加=0NAl+/Hj=0—7/7N、=—=250"4INb=g=25CW课内练习：练习册（先练习后总结）★小结（5

6、分钟）■平面任意力系的简化■平面任意力系的平衡■平面任意力系平衡方程的应用■力偶系的平衡及平衡方程的应用★作业练习册