《力的基本知識》教學設計課題概述，1.1力的基本知識教學時間2課時教學目標知識與技能1、認識建筑物的組成、受力、所處狀態及安全保證；2、了解學習該課程的重要性、學習方法；3、理解力、平衡的概念及力的三要素。過程與方法1、能設計實驗，體驗提高構件或結構的承載能力，并不意味著只有增大橫截面尺寸才能達到；2、探究本門課程的學習方法。情感、態度、價值觀1、通過探究建筑物的組成、受力、平衡狀態，培養團結協作、敢于創新的精神；2、通過分析力的三要素，增強建筑施工安全意識。教學重點本門課程的學習方法，理解基本概念。教學難點1、本門課程與其他課程間的關系；2、本門課程的學習方法。教學內容及其過程學生活動教師導學一、引入在我們偉大祖國飛速發展的今天，城鄉中無數高樓大廈撥地而起，跨河大橋、高速公路、地下鐵路、海底隧道、以及世界著名的2008年奧運會北京主會場—鳥巢等等，現代化的建筑比比皆是。這些建筑物怎樣保證它的安全性呢？它們的構成、受力有什么共同的特征呢？二、導學提綱1.對建筑物的初步認識（1）建筑物由屋蓋、梁、樓板、墻（柱）和基礎等組成。這些單個物體稱構件。（2）構件互相連接、互相支承、合理地構成各種形式的空間體系，稱結構。（3）結構承受力，傳遞力起骨架作用。（4）建筑物受的力包括：自身重力；人群和設備的重力；墻承受樓面傳來的壓力和風力；屋頂上的積雪重力；基礎承受墻身、柱子傳來的壓力等等。（5）在正常情況下，建筑物相對于地球是靜止的—平衡狀態。（6）要保證建筑物的安全，結構或構件要有足夠的承載力，即足夠的強度、剛度和穩定性。（7）強度是指構件或結構受力后抵抗破壞的能力，即在外力作用下不能發生斷裂破壞，就認為是滿足強度要求。（8）剛度是指構件或結構受力后抵抗變形的能力。（9）穩定性在土木工程上是指構件受力后保持其原有的平衡狀態的能力。2.學習《土木工程力學基礎》的重要性（1）土木工程力學是對建筑物進行力學分析和計算的一門科學，建筑物的設計和施工都離不開它的基本原理。（2）建筑結構應以最經濟的代價，獲得最大的承載能力。三、教師精講1.力的概念力是物體間的相互作用，這種作用引起物體的運動狀態發生變化或使物體產生變形。2.力的三要素將長方形木塊放在桌面上，如果對木塊施加的作用力F的大小、方向和位置分別發生變化，效果各會怎樣呢？力的大小、方向和作用點決定了力對物體的作用效果，改變這三個因素中的任一個因素，都會改變力對物體的作用效果。力的大小、方向和作用點稱為力的三要素。3.平衡的概念物體的平衡狀態，是指物體相對于地球保持靜止或作勻速直線運動的狀態。四、探究與感悟1、探究：本門課程的學習方法。2、感悟：本門課程的學習對建筑工程中哪些人有用，有何用。五、布置作業課本作業：P26一、1、2課外作業：1、通過本內容的學習，你有哪些收獲？還存在哪些困惑？2、從身邊的事物中找出力的相互作用、平衡狀態。讓同學來回答怎樣保證建筑物的安全性、建筑物的構成受力有哪些特征。1、自主學習自學教材、自主完成導學提綱，記錄疑點或無法解決的問題，為交流作準備。2、組內交流在小組長的組織下，有序開展交流與探討，共同解決存在的問題，并整理交流的結果。3、小組展示各組依次對交流的結果進行展示，并對各組的展示作出補充或評價。4、自我檢測獨立完成，學困生可在同學助學下完成。5、反思提高通過探究與感悟，激發求知欲望，提高學習專業的興趣。通過引導學生回答問題，并歸納、總結答案，引入課題。1、布置前置作業課前精心預設前置作業，（由導學提綱、練一練、探究與感悟組成）組織學生自主學習。2、巡視導學巡視課堂，了解情況，對問題與疑點積極引導，適時點撥。對學困生積極鼓勵，并適度助學。3、點評與精講對各組討論進行點評，對重點內容進行精講。4、反饋小結巡視指導，了解課堂教學效果，對重點內容進行小結。5、課外拓展對學有余力的同學要求探究不同的學習方法，并感悟該力學知識在工程中應用，提升學生的能力。設計意圖本課題教學采用“前置作業導學+精講”相結合的教學形式，以“自主學習、組內交流、小組展示、自我檢測、反思提高”為基本教學環節。1、實驗設計一張硬紙片，一端固定，另一端放一個砝碼。（1）硬紙片承受不了砝碼的重力；（2）把紙片摺成“冂”形，它可以承受同樣砝碼的重力了；（3）把紙片折成“W”形，它不僅可以承受同樣砝碼的重力，而且變形很小。通過這個小實驗告訴我們，建筑結構應以最經濟的代價，獲得最大的承載能力。提高構件或結構的承載能力，并不意味著只有增大橫截面尺寸才能達到。否則一味追求選用優質材料或過大的橫截面就會造成浪費。要解決土木工程上經濟與安全的矛盾，就應依靠土木工程力學提供基礎理論。實驗的設計，充分體現“做中學”、“做中教”的理念。2、前置作業課前精心預設由導學提綱、探究與感悟組成的前置作業，是為了培養學生自主學習能力，彰顯學生為主體，教師為主導的思想，實現“先學后教（導）、以學定教”的教改理念?？紤]到當前中職學生的學習現狀，教師在引導的基礎上，應積極鼓勵學生大膽交流與展示，重視課中動態生成。對于重點內容，教師應精講，確保課堂教學效果。3、探究與感悟為較高要求，對不同的學生可設置定性分析與定量計算兩個層次要求，達到課后反思提高的目的。探究問題的設計，主要為了通過探究更好的學習方法，實現節約時間，效益最大化。感悟問題的設計，主要為了突出工程應用，提高學生解決工程實際問題的能力，增強安全生產的意識?！读Φ幕局R》教學設計課題1.2靜力學公理教學時間2課時教學目標知識與技能1、理解靜力學基本公理；2、應用公理理解生活中、建筑工程中力的關系。過程與方法1、通過設計實驗，把抽象的力轉化為摸得著、看得到的很形象的力，易于學生理解、吸收所學知識；2、探究作用力與反作用力在生活、建筑工程中的應用。情感、態度、價值觀1、通過探究二力平衡公理、作用力與反作用力公理的區別，培養一絲不茍的工作態度；2、通過分析公理在工程中的應用，增強安全生產的意識。教學重點靜力學公理的理解。教學難點1、二力平衡公理與作用力與反作用力公理的區別；2、加減平衡力學公理的理解與應用。教學內容及其過程學生活動教師導學一、引入雜技演員頭頂大缸，就像缸粘在頭頂上一樣，這時缸處于平衡狀態。缸受到哪些力的作用？為什么會處于平衡狀態呢？二、導學提綱1.二力平衡公理作用在同一個物體上的兩個力，使該物體處于平衡狀態的必要和充分條件是：這兩個力大小相等、方向相反，作用在同一條直線上。[做一做]用手指勾住圓珠筆的卡子，如圖所示，看看怎樣才能平衡，為什么？答：只要保持手對筆的支持力與筆的重力作用線在同一直線上就能保持平衡，符合二力平衡公理。2.作用與反作用公理兩個物體間的作用力和反作用力總是同時存在，它們大小相等，方向相反，沿同一條直線，分別作用在兩個物體上。[做一做]請兩位同學各手拿一彈簧秤，把兩秤搭連后向相反的方向拉（如圖），A彈簧秤顯示甲拉乙的力，B彈簧秤顯示乙拉甲的力，我們會看到A、B兩秤顯示的數值始終相同。[邊講邊做]有一位小朋友在地面上騎獨輪車，處于平衡狀態（如圖），輪子對地面有一個作用力F′N，而地面對輪子同時也有一個作用力FN。力F′N和FN的大小，方向，沿同一直線，分別作用在地面和輪子上，FN與F′N是一對，如圖所示。輪子上作用著兩個力W和FN（如圖），W是小朋友和獨輪車的重力，FN是地面對輪子的作用力，因輪子在豎直方向處于平衡狀態，故作用在輪子上的兩個力W和FN是一對。3．平行四邊形法則作用于物體上同一點的兩個力，可以合成為一個合力，合力的作用點也在該點，合力的大小和方向用以兩分力為鄰邊所構成的平行四邊形的對角線表示。如圖所示，設兩個力F1和F2作用于物體上的同一點A，它們的合力用以線段AB、AC為鄰邊的平行四邊形的對角線AD確定，FR就是F1、F2的合力。[應用實例]兩隊人在泥濘的道路兩邊同時拉陷在泥里的汽車(如圖)，作用在汽車上的兩股力形成一個合力，使汽車產生運動。合力的大小和方向由兩股分力的大小和方向依據平行四邊形法則確定。4．加減平衡力系公理在作用于某物體（不考慮變形）的力系中，加入或減去一個平衡力系，并不改變原力系對物體的作用效果。5．力的可傳原理作用在物體上的力可沿其作用線移到物體的任一點，而不改變該力對物體的作用效果。三、教師精講1.二力平衡公理答：1）缸無論出于何種位置，都受到兩個力的作用，即自身的重力W，及雜技演員頭頂對他的支持力FN。2）只要保持支持力FN與重力W在一條直線上，就能保持缸處于平衡狀態，即不從演員的頭上掉下來。如圖所示三角架中的直桿BC（桿的重力略去不計），連接兩個力作用點的直線為二力的作用線，這二力必等值、反向，否則構件無法保持平衡。二力桿：工程上將結構中僅受二力作用而處于平衡狀態的桿件稱為二力構件或二力桿。2.作用與反作用公理如圖所示，火箭升空時向下噴射出強大的氣流，汽艇前進時螺旋槳往后推水，墨魚要前進就需要向后噴水，這都是為什么呢？因為力是物體間的相互作用，那么在甲物體對乙物體作用一個力的同時，乙物體必然也有一個反作用力作用在甲物體上?；鸺肯蛳聡姎猱a生的反作用力而升空，汽艇靠向后推水產生的反作用力而前進，墨魚靠向后噴水產生的反作用力使自身產生向前的運動。3.平行四邊形法則重量為W的物體，用一根繩懸掛（如圖）或者用兩根繩懸掛（如圖），都能使物體處于平衡狀態。因此，一個力FR對物體的作用，相當于兩個力F1、F2共同對物體的作用。人們把力FR稱為力F1、F2的合力，而力F1、F2為力FR的兩個分力。4．加減平衡力系公理一個平衡力系作用在物體上，對物體的運動狀態是沒有影響的，所以在原來作用于物體的力系中加入或減去一個平衡力系，物體的運動狀態不會改變，即新力系與原來力系對物體的作用效果相同。5.力的可傳原理如圖所示，用同樣大小的力推車和拉車，對車的運動效果是否相同？用推力F作用于小車的A點，如圖所示。在力F的作用線上任取一點B，并在A、B兩點上分別加上等值、反向、共線的力F2、F1（如圖），且使F1=F2=F，由于增加的F2和F1是一個平衡力系，所以圖b中的三個力和圖a中的一個力等效。而作用于A點的力F和F2也是一個平衡力系，把它們去掉，只剩下作用于B點的F1（如圖），所以力F1和力F等效。這樣就把作用在A點的力F沿其作用線移到了B點。力可沿其作用線移動的性質，使得推車和拉車的效果相同。四、練一練地面上放有A、B兩個箱子，A箱放在B箱的正上方，分析A、B箱子及地面的受力，請從中找出哪些力屬于二力平衡，哪些力屬于作用力與反作用力？五、探究與感悟1、探究：利用作用與反作用公理，在練一練中能不能找出WA，WB的反作用力。如能，請試一試。2、感悟：各公理之間有無聯系、如何把各公理聯系在一起來理解。六、布置作業課本作業：P26二課外作業：1、通過本內容的學習，你有哪些收獲？還存在哪些問題？2、找一找生活中，建筑工程中哪些用到了本節中的各種公理。讓兩位同學來分析缸位置變化前后的受力，其它同學通過觀察缸位置變化前后的受力總結出二力平衡公理。1、自主學習自學教材、自主完成導學提綱，記錄疑點或無法解決的問題，為交流作準備。2、組內交流在小組長的組織下，有序開展交流與探討，共同解決存在的問題，并整理交流的結果。3、小組展示各組依次對交流的結果進行展示，并對各組的展示作出補充或評價。4、自我檢測獨立完成，學困生可在同學助學下完成。5、反思提高通過探究與感悟，激發求知欲望，提高學習專業的興趣。通過[做一做]、[邊講邊做]、[應用實例]等，讓學生親身體驗或觀察課題內容。1、布置前置作業課前精心預設前置作業，（由導學提綱、練一練、探究與感悟組成）組織學生自主學習。2、巡視導學巡視課堂，了解情況，對問題與疑點積極引導，適時點撥。對學困生積極鼓勵，并適度助學。3、點評與精講對各組討論進行點評，對重點內容進行精講。4、反饋小結巡視指導，了解課堂教學效果，對課堂練習進行點評，對二力平衡、作用力與反作用力重點區分、進行小結。5、課外拓展對學有余力的同學要求探究不同的解題方法，并感悟該力學知識在工程中應用，提升學生的能力?！都s束與約束反力》教學設計課題1.3約束與約束反力教學時間2課時教學目標知識與技能1、認識約束、主動力、被動力等概念；2、了解工程中常見的約束類型；3、理解重要約束類型的約束反力三要素。4、掌握約束反力的符號表示。過程與方法1、通過觀察與思考、應用實例等讓學生對工程中常見的約束類型有感性認識；2、引導學生依據力的三要素來表示不同類型的約束反力。情感、態度、價值觀1、通過探究建筑工程安裝、施工中各物體的受力，培養敢于創新的精神，舉一反三的能力；2、通過分析力的三要素，增強安全生產的意識。教學重點常見約束及約束反力。教學難點1、區分約束反力的施力物體和受力物體；2、準備描繪約束反力（大小、方向、作用點）。教學內容及其過程學生活動教師導學一、引入[觀察與思考]在日常生活中可以看到：繩索懸掛的燈、支承在墻上或柱子上的梁都掉不下來；人坐在椅子上也摔不下來。為什么燈、梁和椅子上的人都不能向下運動呢？答：因為燈、梁和人的運動受到周圍物體的限制，不可能在空間某些方向運動。二、導學提綱1．約束和約束反力的概念（1）限制物體運動的物體在力學中稱為約束。（2）對于繩索懸掛的燈來講，繩索是燈的約束；支承在墻上或柱子上的梁掉不下來，墻或柱子是梁的約束；人坐在椅子上也摔不下來，椅子是人的約束。（3）約束對被約束物體的作用力稱為約束反力（約束力），簡稱反力。約束反力是被動力。（4）主動使物體運動或使物體有運動趨勢的力稱為主動力，如重力、風壓力、土壓力等。主動力在工程上稱為荷載。（5）主動力通常是已知的，而約束反力則是未知的。2．幾種常見約束及其約束反力（1）繩索、鏈條、皮帶等用于限制物體的運動時，稱為柔體約束。（2）繪制圖示梁的受力（3）光滑接觸面約束是指當物體限制其他物體運動時，在接觸處的摩擦力很小，可以略去不計。（4）繪制圖示梯子的受力（5）可動鉸支座只能限制物體沿垂直于支承面方向的上下移動，不能限制物體繞支座轉動和沿支承面方向的水平移動。（6）橋梁伸縮縫處的可動鉸支座如圖所示。在實際工程中，大型鋼梁或一些鋼架橋以及立交橋伸縮縫處，常把一端采用可動鉸支座。其作用是：當因熱脹冷縮而長度稍有變化時，可動鉸支座相應地沿支承面滑動，從而避免溫度變化引起的不良后果。（7）固定鉸支座限制物體上下、左右移動；但可以產生微小的轉動。（8）如圖所示的柱子插入杯形基礎后，在柱腳與杯口之間填以瀝青麻絲，基礎允許柱子產生微小的轉動，但不允許柱子上下、左右移動。因此這種基礎也可看成固定鉸支座。（9）門窗用的合頁就是圓柱鉸鏈的約束實例。這種約束不能限制物體繞銷釘轉動，但能限制物體在垂直于銷釘軸線的平面內沿任意方向的移動。（10）固定端支座是指構件與支承物固定在一起，構件在固定端既不能沿任何方向移動（也就是說上下、左右都不能移動），同時也不能轉動。（11）如圖所示的鋼筋混凝土柱，插入基礎部分較深，而且四周又用混凝土與基礎澆筑在一起，也屬于固定端支座。三、教師精講1.柔體約束約束反力的作用線：通過接觸點，沿柔體中心線；方向：背離被約束的物體，即為拉力；大?。何粗?；字母表示：FT。2.光滑接觸面約束約束反力的作用線：通過接觸點，沿接觸面在該點的垂線；方向：指向被約束的物體，即為壓力；大小：未知；字母表示：FN3.可動鉸支座約束反力的作用線：通過接觸點，并垂直于支承面；方向：指向不定；大?。何粗?；字母表示：FN4.固定鉸支座約束反力的作用線：通過接觸點，通常采用兩個互相垂直的力表示；方向：指向不定；大?。何粗蛔帜副硎荆篎x、Fy5.圓柱鉸鏈（簡稱為鉸鏈）約束反力的作用線：通過接觸點，垂直于銷釘軸線，通常采用兩個互相垂直的力表示；方向：指向不定；大?。何粗蛔帜副硎荆篎x、Fy6.固定端支座約束反力的作用線：通過接觸點，通常采用兩個互相垂直的力及一個力偶表示；方向：指向不定；大?。何粗?；字母表示：Fx、Fy，M四、探究有興趣的同學可以考慮下，對于固定鉸支座、圓柱鉸鏈約束、及固定端支座中的約束反力Fx、Fy還有沒有其他表示方法。布置作業課本作業：P26一、3-8三、1課外作業：1、通過本內容的學習，你有哪些收獲？還存在哪些困惑？2、參觀構件吊裝的施工現場，運用所學知識對吊裝的受力加以說明。讓同學來回答問題。1、自主學習自學教材、自主完成導學提綱，記錄疑點或無法解決的問題，為交流作準備。2、組內交流在小組長的組織下，有序開展交流與探討，共同解決存在的問題，并整理交流的結果。3、小組展示各組依次對交流的結果進行展示，并對各組的展示作出補充或評價。4、自我檢測獨立完成，學困生可在同學助學下完成。5、反思提高通過課外作業，激發求知欲望，提高學習專業的興趣。通過引導學生回答問題，引入課題——約束的概念。1、布置前置作業課前精心預設前置作業——導學提綱，組織學生自主學習。2、巡視導學巡視課堂，了解情況，對問題與疑點積極引導，適時點撥。對學困生積極鼓勵，并適度助學。3、點評與精講對各組討論進行點評，對重點內容進行精講。對有能力的學生講解公法線——更加嚴謹、適用4、反饋小結巡視指導，了解課堂教學效果，對課堂重點——約束類型及約束反力進行小結。5、課外拓展對學有余力的同學要求探究不同的解題方法，并感悟該力學知識在工程中應用，提升學生的能力。《受力圖》教學設計課題1.1受力圖教學時間2課時教學目標知識與技能1、認識建筑物的組成、受力、所處狀態及安全保證；2、了解學習該課程的重要性；3、理解力、平衡的概念；4、了解力的三要素過程與方法1、能設計實驗，體驗三個匯交力作用下處于平衡狀態時物體的受力的大小變化以及受力的性質；2、探究三個匯交力作用下平衡問題的解題方法。情感、態度、價值觀1、通過探究三個匯交力作用下平衡問題的解題方法，培養敢于創新的精神；2、通過分析平面匯交力系平衡在工程中的應用，增強安全生產的意識。教學重點運用平面匯交力系的平衡方程求解簡單的平衡問題。教學難點1、建立平面匯交力系的平衡方程；2、感悟平面匯交力系的平衡問題在工程中的應用。教學內容及其過程學生活動教師導學一、引入在實際建筑工程中，通常是幾個物體或構件相互聯系，形成一個系統。例如板放在梁上，梁支承在柱子上，柱子支承在基礎上，形成了房屋的傳力系統。如何保證梁、柱、基礎不破壞或發生過大的變形等，就要分別對物體進行受力分析。二、導學提綱1．將研究對象從其周圍的物體中分離出來。被分離出來的研究對象稱為分離體（或脫離體）。在分離體上畫出周圍物體對它的全部作用力（包括主動力和約束力），這樣的圖形稱為分離體圖，又稱受力圖。2.畫單個物體受力圖的要領：（1）明確研究對象。首先要明確畫哪個物體的受力圖，然后把與它相聯系的一切約束（物體）去掉，將它單獨畫出來。（2）畫出研究對象所受到的全部力，先畫主動力（已知力），再畫約束反力。研究對象與其他物體連接之處都有約束反力，千萬不要遺漏。（3）按約束類型和約束性質確定約束反力。什么樣的約束，必定產生什么樣的約束反力。所以，必須清楚地掌握各種約束的性質。3.物體系統的受力圖畫法與單個物體的受力圖畫法基本相同，研究時只需將物體系統看作一個整體，就像對單個物體一樣。當需要畫出物體系統中某一單個物體的受力圖時，可把它從系統中分離出來，并需加上相應的約束反力。要注意：約束反力作為物體間的相互作用，也一定遵循作用與反作用公理。4．集中荷載是指荷載作用在結構上的面積與結構的尺寸相比很小。5.分布荷載是指荷載連續地作用在整個結構上或結構的一部分（不能看成集中荷載時）。6.當分布荷載在各處的大小均相同時，稱為均布荷載；當分布荷載在各處的大小不相同時，稱為非均布荷載。7.如果荷載分布在物體的體積內，稱為體荷載，如重力。分布于物體表面的荷載，稱為面荷載，如樓板上的荷載、擋土墻所受的土壓力等。8.在工程結構的計算中，往往將體荷載、面荷載簡化為沿構件軸線（構件橫截面形心的連線）方向的線荷載。9.荷載的常用單位荷載性質集中荷載體荷載面荷載線荷載常用單位NN/m3N/m2N/mkNkN/m3kN/m2kN/m三、教師精講1．單個物體的受力圖畫受力圖的步驟概括如下：）明確研究對象，將其所受到的一切約束去掉，單獨畫出研究物體的簡圖。）在研究物體上畫出它所受的全部主動力。）在研究物體與其他物體相接觸的地方，按照約束類型和性質逐一畫出相應的約束反力。例1高爐上料車如圖1-24a所示。料車在鋼絲繩的牽引下，沿斜面的鋼軌等速提升。已知料車連同載料共重W，鋼絲繩的重量略去不計，試畫出料車的受力圖。解：（1）取料車為研究對象，將料車從鋼絲繩和鋼軌的約束中分離出來。（2）作用在料車上的主動力為重量W，鉛垂向下。（3）根據約束性質畫約束反力。鋼絲繩對料車的約束反力是FT，它通過接觸點并沿繩的中心線，背離料車。光滑斜面對料車的約束反力是FNA和FNB，通過車輪的接觸點A、B，垂直于鋼軌（沿鋼軌的法線方向），指向料車，如圖所示。例2梁AB的自重不計，其支承及受力情況如圖1-26a解：（1）以梁AB為研究對象，將其單獨畫出。（2）作用在梁上的主動力是已知力F。（3）A端是固定鉸支座，其約束反力可用兩個互相垂直的分力FAx和FAy表示；B端為可動鉸支座，其反力是與支承面垂直的FNB，其指向不定，因此可任意假設指向上方（或下方）。如圖所示。2.簡單物體系統的受力圖例3梁AC和CD用鉸鏈C連接，并支承在三個支座上，A處為固定鉸支座，B、D處為可動鉸支座，受已知力F的作用，如圖所示a。試畫出梁AC、CD及整梁AD的受力圖。解：（1）取梁CD為研究對象。梁CD上受到的主動力為已知力F。D處為可動鉸支座，其約束反力是垂直于支承面的FND，其指向假設向上；C處為鉸鏈，其約束反力用兩個互相垂直的分力FCx和FCy表示，指向不定，假設如圖b所示。（2）取梁AC為研究對象。A處為固定鉸支座，其約束反力可用FAx和FAy表示；B處為可動鉸支座，其約束反力可用FNB表示；C處為鉸鏈，其約束反力用兩個互相垂直的分力F′Cx和F′Cy表示。梁AC的受力圖如圖c所示。注意：FCx和F′Cx、FCy和F′Cy是作用力與反作用力的關系。在CD梁的受力圖上已假設了FCx和FCy的指向，則在AC梁的受力圖上F′Cx和F′Cy的指向應分別與FCx和FCy的指向相反，不能再另外任意假設。（3）取整梁AD為研究對象。此時，AC和CD兩段梁之間的約束反力為系統內部的相互作用力，故在整梁上不必畫出。因此，作用在整梁上的力有主動力F，A處固定鉸支座的約束反力FAx和FAy，B和D兩處可動鉸支座的約束反力FNB和FND，其受力圖如圖d所示。四、練一練練習1如圖所示的梯子AB重W，在C處用繩索CD拉住，A、B處分別放在光滑的墻及地面上。試畫出梯子的受力圖解：（1）以梯子AB為研究對象，將其單獨畫出。（2）作用在梯子上的主動力是已知的重力W，作用在梯子的中點，鉛垂向下。（3）光滑墻面的約束反力是FNA，它通過接觸點A，垂直于梯子并指向梯子；光滑地面的約束反力是FNB，它通過接觸點B，垂直于地面并指向梯子；繩索的約束反力是FTC，作用于繩索與梯子的接觸點C，沿繩索中心線，背離梯子。梯子AB的受力圖如圖所示。五、布置作業課本作業：P26一、9三1-6有興趣的同學可做一做P26三7-9讓同學來找一找身邊的建筑物都受哪些力的作用。1、自主學習自學教材、自主完成導學提綱，記錄疑點或無法解決的問題，為交流作準備。2、組內交流在小組長的組織下，有序開展交流與探討，共同解決存在的問題，并整理交流的結果。3、小組展示各組依次對交流的結果進行展示，并對各組的展示作出補充或評價。4、自我檢測獨立完成，學困生可在同學助學下完成。5、反思提高通過探究與感悟，激發求知欲望，提高學習專業的興趣。通過學生描述，把學生熟悉的物體的受力繪制出來，讓學生親身感受何謂受力圖。1、布置前置作業課前精心預設前置作業，（由導學提綱、練一練、探究與感悟組成）組織學生自主學習。2、巡視導學巡視課堂，了解情況，對問題與疑點積極引導，適時點撥。對學困生積極鼓勵，并適度助學。3、點評與精講對各組討論進行點評，對受力圖進行精講，重點帶領學生明確解題思路。4、反饋小結巡視指導，了解課堂教學效果，對課堂練習進行點評，對畫受力圖步驟進行小結。5、課外拓展對學有余力的同學要求探究難度大些的技能訓練題，并感悟該力學知識在工程中應用，提升學生的能力。《力的投影》教學設計課題2.1力的投影教學時間2課時教學目標知識與技能1、知道投影的原理及其分類，能從直線投影引申到力的投影；2、知道投影的正負號的確定及其與力在坐標軸上的分力的區別；3、能運用三角函數關系計算力在坐標軸上的投影。過程與方法1、能設計有關投影的實驗，體驗直線或直桿件在不同情況下的投影；2、探究力在各種情況下的投影計算。情感、態度、價值觀1、通過探究投影的類型，培養學生的正義感和求實創新精神；2、通過分析力在不同情況下的投影，培養學生靈活處理問題的能力。教學重點運用三角函數計算力在各種情況下的投影。教學難點1、從桿件的投影到直線的投影，再到力的投影的感悟與理解；2、直線投影與力的投影的的理解，投影與三角函數的關系。教學內容及其過程學生活動教師導學一、引入1、如圖一所示，一支正立放置的鉛筆，用一手電筒的光線從不同角度照射，在桌面上得到的投影有何特點，為什么？2、將光線鉛垂向下投影時投影有何特殊，如圖二所示，將鉛筆傾斜放置，與水平面成30·，用鉛垂向下的光線投射，則在桌面上的投影變長了還是變短了？如何計算呢？（a）（b）（c）圖一（a）（b）圖二二、導學提綱回憶：三角函數是哪些邊長之比，寫出特殊三角函數值。1、力在坐標軸上的投影（1）日常生活中桿件或直線的投影類型有投影和投影。（2）力在坐標軸上的投影采用的是投影。（3）力的投影可用關系計算，其正負號是根據確定的。（4）力的投影是量，力在坐標軸上的分力是既有，又有的量。2、力的投影計算。（1）當力平行于坐標時，其投影的大小等于。當力垂直于坐標軸時，其投影等于。（2）同一個力在不同坐標軸上的投影等，同一坐標軸上，相同的投影，則在其平面上的力等。（3）求出如圖二（a）中的鉛筆（鉛筆長為15CM）在桌面上的投影為cm，當鉛筆與水平面成30。時，在桌面上的投影長為。三、教師精講[例1]試分別求出下圖中各力在x軸和y軸上的投影。已知F1=100N，F2=150N，F3=F4=200N，各力的方向如圖所示。解：由公式可得各力在x，y軸上的投影為：FY1=F1sin45°=100N×0.707=70.7NFX1=-F1cos45°=-100N×0.707=-70.7NFX2=-F2cos30°=-150N×0.866=-129.9NFY2=-F2sin30°=-150N×0.5=-75NFY3=-F3sin90°=-200N×1=-200NFX3=F3cos90°=200N×0=0FY4=-F4sin60°=-200N×0.866=-173.2NFX4=F4cos60°=200N×0.5=100N例2題見教材P28例2-1解：Fx1=F1cos45°=100N×0.707=70.7NFy1=F1sin45°=100N×0.707=70.7NFx2=-F2cos30°=-150N×0.866=-129.9NFy2=F2sin30°=150N×0.5=75NFx3=F3cos60°=200N×0.5=100NFy3=-F3sin60°=-200N×0.866=-173.2NFx4=F4cos90°=0Fy4=-F4sin90°=-200N×1=-200N四、練一練練習1力在直角坐標軸上投影的大小和坐標原點有無關系？和坐標軸的方向有無關系？練習2同一個力在兩個互相平行的軸上的投影是否相等？兩個力在非相互平行的兩個坐標軸上的投影分別相等，這兩個力是否一定相等？練習3在什么情況下，力在一個軸上的投影的絕對值等于力的大?。吭谑裁辞闆r下，力在一個軸上的投影等于零？五、探究與感悟1、探究：建筑工程中的平、立、剖面圖用的是什么投影？投影的大小與實物間有何關系？建筑物的三維投視圖運用了什么原理？2、感悟：eq\o\ac(○,1)在有月亮的晚上，看看自己的影子是變長了還是變短了，影子的長短與什么因素有關？eq\o\ac(○,2)感悟“人正不怕影子歪”的含義。六、布置作業課本作業：P512-1課外作業：1．通過本內容的學習，你有哪些收獲？還存在哪些困惑？2．復習三角函數的有關知識，下次上課時要抽答。有窗簾的教室，可將窗簾關上，讓兩位同學上臺，用一手電筒從不同角度照射，其它同學通過觀察鉛筆的投影的變化情況來回答問題。1、學生自學教材、自主完成導學提綱，記錄疑點或無法解決的問題，為交流作準備。2、組內交流在小組長的組織下，有序開展交流與探討，共同解決存在的問題，并整理交流的結果。3、小組展示各組推薦1人，依次對交流的結果進行展示，并對各組的展示作出補充或評價。4、自我檢測獨立完成，學困生可在同學或教師的幫助下完成。5、反思提高通過探究與感悟，激發求知欲望，提高學習專業的興趣。通過圖一的實驗，讓學生親身體驗或觀察，引入課題。1、布置前置作業課前精心預設前置作業，（由導學提綱、練一練、探究與感悟組成）組織學生自主學習。2、巡視導學巡視課堂，了解情況，對問題與疑點積極引導，適時點撥。對學困生積極鼓勵，并適度助學。收集問題，為歸納小結作準備。3、點評與精講對各組討論進行點評，對重點內容進行精講。對容易出錯的問題提出注意事項。尤其是從直線的長度投影引申到力的投影。4、反饋小結巡視指導，了解課堂教學效果，對課堂練習進行點評，對投影問題的求解進行小結。5、課外拓展對學有余力的同學要求思考不同情況下的投影特點，并感悟該力學知識在生活和工程中應用，培養學生的正義感，提升學生的能力?！镀矫鎱R交力系的平衡》教學設計課題2.2平面匯交力系的平衡教學時間2課時教學目標知識與技能1、能說出平面力系的分類；2、知道平面匯交力系的平衡條件及其平衡方程；3、能運用平面匯交力系的平衡方程計算簡單的平衡問題；4、感悟平面匯交力系的平衡問題在工程中的應用。過程與方法1、能設計實驗，體驗三個匯交力作用下處于平衡狀態時物體的受力的大小變化以及受力的性質；2、探究三個匯交力作用下平衡問題的解題方法。情感、態度、價值觀1、通過探究三個匯交力作用下平衡問題的解題方法，培養敢于創新的精神；2、通過分析平面匯交力系平衡在工程中的應用，增強安全生產的意識。教學重點運用平面匯交力系的平衡方程求解簡單的平衡問題。教學難點1、建立平面匯交力系的平衡方程；2、感悟平面匯交力系的平衡問題在工程中的應用。教學內容及其過程學生活動教師導學一、引入1、如圖一所示，手提一根彈簧，在彈簧下掛著一個重G=2N的砝碼，問彈簧受到拉力有多大？2、在圖一中，再用手把另一根彈簧沿水平方向十分緩慢地向右拉，如圖二所示，問兩根彈簧受到的拉力大小如何變化？如何計算呢？圖一圖二二、導學提綱1、平面力系的分類（1）各力的作用線全部的平面力系，稱為平面平行力系。（2）各力的作用線都的平面力系，稱為平面匯交力系。（3）各力的作用線即不全，也不全的平面力系，稱為平面一般力系。（4）平面力系按各力的劃分為上述三類，請舉例說明。2、平面匯交力系的平衡條件及平衡方程。（1）平面匯交力系的平衡條件是該力系的。（2）平面匯交力系的平衡方程是，即力系中所有各力在兩個坐標軸上的的代數和分別為。（3）平面匯交力系有個獨立平衡方程，能求解個未知量。3、平面匯交力系平衡問題的計算（1）畫出圖一中砝碼的受力圖，此時彈簧AB受到的拉力為N。（2）假如彈簧AB與水平的夾角α=450，彈簧BC沿水平方向，畫出圖二中B點的受力圖，如何計算彈簧AB、BC受到的拉力？三、教師精講[例1]計算圖二中彈簧AB、BC受到的拉力。解：取B點為研究對象，根據平面匯交力系的平衡方程得：∑Fx=0FTBC-FTABcos450=0∑FY=0-G+FTABsin450=0把G=2N代入解得：FTAB=2.82NFTBC=2N[例2]題目見教材P30例2-2解：取C點為研究對象，由平面匯交力系平衡方程得：∑Fx=0-FNAC600+FNBC=0∑FY=0FNACsin600-G=0把G=10KN代入解得：FNAC=11.55KN（拉力）FNBC=5.77KN（壓力）四、練一練練習1如教材P31圖2-7（d）所示，構件自重w=10KN，當α=150時，求構件勻速上升時鋼絲繩受到的拉力。練習2如圖三所示，支架由AB、BC兩桿構成，A、B、C處均為鉸接。已知w=10KN，求桿AB、BC所受到的力，并說明是拉力還是壓力。五、探究與感悟1、探究：根據例1的計算結果，比較圖一與圖二，能否把圖二中三個匯交力的平衡問題轉化為圖一中二力平衡問題來求解？如能，請試一試。2、感悟：比較教材中P30例2-3和練習1的計算結果，α角度與鋼索受到的拉力大小關系如何？請設計實驗來做一做。據此在現場施工中吊裝構件時，為防止鋼絲繩被拉斷，應采取什么措施。六、布置作業課本作業：P512-3（a）（b）課外作業：1、通過本內容的學習，你有哪些收獲？還存在哪些困惑？2、參觀構件吊裝的施工現場，運用所學知識對吊裝方法加以說明。讓兩位同學上來做圖一、圖二的實驗，通過同學手提（拉）彈簧來體驗彈簧受到的拉力，其它同學通過觀察彈簧的伸長情況判別拉力的大小變化來回答問題。1、自主學習自學教材、自主完成導學提綱，記錄疑點或無法解決的問題，為交流作準備。2、組內交流在小組長的組織下，有序開展交流與探討，共同解決存在的問題，并整理交流的結果。3、小組展示各組依次對交流的結果進行展示，并對各組的展示作出補充或評價。4、自我檢測獨立完成，學困生可在同學助學下完成。5、反思提高通過探究與感悟，激發求知欲望，提高學習專業的興趣。通過圖一、圖二的實驗，讓學生親身體驗或觀察，引入課題。1、布置前置作業課前精心預設前置作業，（由導學提綱、練一練、探究與感悟組成）組織學生自主學習。2、巡視導學巡視課堂，了解情況，對問題與疑點積極引導，適時點撥。對學困生積極鼓勵，并適度助學。3、點評與精講對各組討論進行點評，對重點內容進行精講。4、反饋小結巡視指導，了解課堂教學效果，對課堂練習進行點評，對平衡問題的求解進行小結。5、課外拓展對學有余力的同學要求探究不同的解題方法，并感悟該力學知識在工程中應用，提升學生的能力。設計意圖本課題教學采用“前置作業導學+精講”相結合的教學形式，以“自主學習、組內交流、小組展示、自我檢測、反思提高”為基本教學環節，構建“陽光、自主、高效”課堂。1、實驗設計圖一、圖二的實驗設計，通過手提（拉）彈簧，“感”到力的大??；又通過觀察彈簧的伸長情況“看”到力的大小，把抽象的力轉化為摸得著、看得到的很形象的力。另外也為后面要求設計實驗探究鋼索受到的拉力大小與其水平夾角的關系提供參考。該實驗可設計如下：先用雙手拉住棉線（因其能承受的拉力小放采用）兩端，并在棉線的中間掛一個砝碼，再慢慢地向兩邊移開雙手，使棉線與水平的夾角減小，直到棉線被拉斷（拉力逐然增大），可以驗證拉力與夾角的關系。實驗的設計，充分體現“做中學”、“做中教”的理念。2、前置作業課前精心預設由導學提綱、練一練、探究與感悟組成的前置作業，是為了培養學生自主學習能力，彰顯學生為主體，教師為主導的思想，實現“先學后教（導）、以學定教”的教改理念。考慮到當前中職學生的學習現狀，教師在引導的基礎上，應積極鼓勵學生大膽交流與展示，重視課中動態生成。對于重點內容，教師應精講，確保課堂教學效果。練一練中包括練習1和練習2，練習1要求相對低些，可模仿教材P31例2-3進行求解，練習2要求相對高些，以滿足不同學生的學習需要。3、探究與感悟為較高要求，對不同的學生可設置定性分析與定量計算兩個層次要求，達到課后反思提高的目的。探究問題的設計，主要為了通過探究不同的解題方法，實現從二力平衡到三個匯交力系平衡的知識遷移，培養學生解決問題的科學的思維方法。感悟問題的設計，主要為了突出工程應用，提高學生解決工程實際問題的能力，增強安全生產的意識?！读亍方虒W設計課題2.3力矩教學時間2課時教學目標知識與技能1、能說出構件在力的作用下，繞某點轉動，其作用效應與哪些因素有關；2、知道力矩是用來度量力對物體作用的什么效應；3、了解力矩的含義，理解力矩的性質，能計算工程中的常見力矩；4、能運用力矩解釋一些生活或工程中的一些實際問題；5、感悟力矩在工程中的應用。過程與方法1、能設計實驗，體驗力作用在物體上，使其繞某點轉動效應大小的因素，從而得出力矩的概念。2．通過分析討論，掌握計算力矩的方法；3、通過一些力矩的計算，探究運用力矩解釋工程實際問題的方法。情感、態度、價值觀1、通過探究力系的簡化，力矩的計算方法，培養學生解決問題的能力，培養學生的團隊精神；2、通過分析力矩在工程中的應用，增強學生的安全生產意識。教學重點運用力矩的含義計算常見荷載作用下的力矩計算。教學難點面、線、集中荷載的轉化及其力矩計算；教學內容及其過程學生活動教師導學一、引入1、如圖一所示，手推門時，門的轉動與哪些因素關呢？（可參照P33頁圖2-12的位置推門）2、在圖二，用一直桿撬一物體時，其作用效果與哪些因素有關？3、教材中P33圖2-10中，若左邊的女孩比右邊的女孩輕，有沒有可能把右邊的女孩蹺起來二、導學提綱1、力矩的概念（1）力作用在物體上，使物體產生轉動效應大小的因素取決于力的、、。（2）力矩是指，矩心是指，力臂是指。（3）力使物體繞矩心作轉動時力矩為正，作轉動為負。（4）力矩在國際單位制中常用的單位是或。（5）當力或者時，力矩等于零。（6）當力沿作用線移動時，力矩。2、力矩的計算（1）荷載按作用的范圍不同可分為和。集中荷載是指；分布荷載是指。分布荷載按分布形式又可分為和。試舉出工程中常見的一些集中荷載和分布荷載。（2）水壩的水對壩和擋土墻的土對擋土墻的作用，為什么能看作分布線荷載計算？P34圖（b）（3）舉例說明力矩在工程中的應用。(4)計算均布線荷載的合力等于，均布線荷載對某點的力矩等于。三、教師精講[例1]題見教材P35例2-4解：根據力矩的定義可知MO（F1）=-F1×d1=-100N×0.2m=-20N·mMO（F2）=F2×d2=100N×0.2mcos30°=23.1N·mMO（F3）=F3×d3=100N×0=0[例2]題目見教材P36例解：（1）均布線荷載的合力FR的大小為ql,合力到點O的距離為（l/2）（圖2-16b），因此均布線荷載q對點O之矩為MO（q）=-ql×（l/2）=-（1/2）ql2=-0.125kN·m（2）均布線荷載的合力FR的大小為FR=qlAB=3kN/m×4m/cos45°=16.97kN合力到點A的距離為2m（圖2-16d），因此均布線荷載q對點A之矩為MA（q）=-FRd=-16.97kN×2m=-33.94kN·m四、練一練練習1圖示二中，若書的重力為3N，書的支點到搖控器支點的距離為6CM，搖控器支點到手的距離為4CM，則手對鉛筆的作用力最少為多大才能將書撬動？練習2．計算下列各圖中力F對點O之矩。練習３懸臂梁受荷情況及各部分尺寸如圖所示。試計算圖（a）(c)梁上均布線荷載q對A點的力矩。五、探究與感悟1、探究：P34圖2-13（a）中若梁的跨度為L，則梁對左端支座的力矩如何計算；P34圖2-13（b）中，若水對水壩的分布荷載底部最大值為q，且沿高度成線性分布，擋水高度為ｈ，如何計算水的分布荷載對底部支點的力矩？試寫出計算式。2、感悟：eq\o\ac(○,1)下圖中的挑梁越靠近樓頂伸入墻的長度是越長還是越短？為什么？eq\o\ac(○,2)建筑用的塔吊后臂上為什么要配一個平衡重物。塔吊對起重臂長、起重量等是否有規定？為什么？六、布置作業課本作業：P522-5(d)2-6課外作業：1．通過本內容的學習，你有哪些收獲？還存在哪些困惑？２．體驗在工程中的一些利用了力矩的知識例子。讓兩位同學到教室門前，在門的不同方向和不同位置推門；讓一位同學上臺來用粉筆擦墊著，用一支鉛筆撬一物體。其它同學通過觀察門的轉動效果和物體的運動狀態的變化與哪些因素有關來回答問題。1、學生自主學習自學教材、自主完成導學提綱，記錄疑點或無法解決的問題，為交流作準備。2、組內交流在小組長的組織下，有序開展交流與探討，共同解決存在的問題，并整理交流的結果。3、小組展示各組推薦1人，依次對交流的結果進行展示，并對各組的展示作出補充或評價。4、自我檢測獨立完成，學困生可在同學或教師的幫助下完成。5、反思提高通過探究與感悟，激發求知欲望，培養學生分析和解決問題的能力，提高學習專業的興趣。通過圖一、圖二的實驗和對教材P33圖2-10的觀察，讓學生親身體驗或觀察，引入課題。1、布置前置作業課前精心預設前置作業，（由導學提綱、練一練、探究與感悟組成）組織學生自主學習。2、巡視導學巡視課堂，了解情況，對題與疑點積極引導，適時點撥。對學困生積極鼓勵，并適度助學。收集存在的問題，為精講與小結作準備。3、點評與精講對各組討論結果進行點評，對重點內容進行精講。4、反饋小結巡視指導，了解課堂教學效果，對課堂練習進行點評，對計算力矩的類型進行小結。5、課外拓展對學有余力的同學要求探究不同的解題方法，并感悟該力學知識在工程中應用，提升學生的能力?！读ε肌方虒W設計課題2.4力偶教學時間2課時教學目標知識與技能1、能說出構成力偶的兩個力的特點，知道力偶的作用效果；2、知道力偶作用效果大小的度量是用力偶矩，能計算力偶矩。3、理解力偶的三個性質，會用力偶的性質解釋生活和工程中的一些實際問題；4、感悟平面力偶系的平衡問題在工程中的應用。過程與方法1、能通過生活和工程中的力偶作用的實例，體驗力偶的特點和性質；2、探究利用平面力偶系平衡條件的解題方法。情感、態度、價值觀1、通過分析力偶的性質，分析解決實際問題，培養學生嚴謹科學的工作態度；2、通過分析平面力偶系平衡在工程中的應用，增強安全意識。教學重點運用力偶的性質和平面平衡力偶系的平衡條件求解簡單的平衡問題。教學難點1、力偶與力矩的區別，力偶性質的理解；2、感悟平面力偶系的平衡問題在工程中的應用。教學內容及其過程學生活動教師導學一、引入1．如圖一中，手開水龍頭時，兩個手指拇的用力有何特點？2．洗衣服時，擰衣服時，兩個手對衣服的用力又有何特點?圖一圖二3．在工程中，有沒有類似的使物體轉動或阻止物體轉動的情況？二、導學提綱1、力偶的概念（1）通過實踐證明，作用在物體上的大小相等，方向相反的平行而不共線的兩個力，對物體的作用效果是使物體產生，而沒有，這樣的兩個力構成的力系稱為。（2）力偶之間的垂直距離叫。（3）構成力偶的兩個力大小相等，方向相反，這兩個力是不是一對平衡力？為什么？（4）鑰匙開門，手開水龍頭，洗衣服要擰轉衣服是如何施加的力？2、力偶矩（1）力偶對物體作用的轉動效果的大小與成正比，還與成正比，因此，將兩者的乘積加上正負號稱為，用表示，其國際單位是或。（2）是衡量力偶作用效果大小的幾何量，力偶使物體作逆時針轉動時，力偶矩規定為，順時針轉動規定為。（3）教材P38圖2-21作用的最小的力是KN。3、力偶的性質（1）力偶在任一軸上的投影等于，力偶不能用一個力來代替，因此，力偶只能與平衡。（2）力偶對其作用平面內任一點之矩等于，而與矩心位置，如：……（3）作用在物體上的力偶，在保證其力偶矩大小相等，轉向相同的情況下，力偶可以在其平面內，或同時改變和，而不改變力偶對物體的轉動效應。（4）試說明力偶矩為10KN·M的力偶，構成該力偶的力和力偶臂有多少種情況？（5）汽車噸位越大，方向盤直徑相對要做得大一些，為什么？你認為開車時，手如何作用在方向盤上最省力？為什么？3、平面力偶系的平衡條件（1）平面力偶系是指，其合成結果是一個，其力偶矩等于。（2）平面力偶系的平衡條件是，利用平面力偶系的平衡條件可以求出個未知量。（3）有一個物體上的同一平面內作用一個逆時針轉動的力偶，其力偶矩為30KN·M，作用了一個順時針轉動的力偶，力偶矩為20KN·M，則還應在該物體的同一平面上作用一個轉向為，其力偶矩為KN·M的力偶，才能該物體處于平衡狀態。三、教師精講[例１]題目見教材P39例2-6解:（1）畫受力圖，如圖2-24b所示。（依據：力偶只能力偶平衡）（2）物體在力偶系作用下處于平衡狀態,滿足平衡方程：ΣMei=0，FNAl-Me=0所以FNA=Me/l=100kN·m/5m=20kN（↓）FNB=FNA=20kN（↑）四、練一練練習1下圖中，若Ｆ２＝10KN，d1=10cm，就能使絲錐轉動，當力作用在兩端點時，d2=15cm，要使絲錐轉動，F1至少為多大？練習2圖中的四個力作用在一個物體的A、B、C、D四點上，設F1與F3、F2與F4大小相等、方向相反、且作用線互相平行。試問物體是否平衡？為什么？五、探究與感悟1、探究：力偶矩Me=Fr不能用一個力來平衡，為什么圖中的滑輪能平衡？2、感悟：懸挑梁在分布荷載作用下，有使挑梁繞支點轉動的趨勢，墻體使挑梁保持了平衡，說明挑梁在墻的支座處有個力偶（支座反力）阻止了其轉動，可怎樣來理解這個力偶。六、布置作業課外作業：1、通過本內容的學習，你有哪些收獲？還存在哪些困惑？2、參觀建筑施工現場，觀察工程中，運用了力偶知識的實例，試用相關知識作出解釋。讓同學們觀察圖一和圖二以及生活中的經驗來回答問題。1、自主學習自學教材、自主完成導學提綱，記錄疑點或無法解決的問題，為交流作準備。2、組內交流在小組長的組織下，有序開展交流與探討，共同解決存在的問題，并整理交流的結果。3、小組展示各組依次對交流的結果進行展示，并對各組的展示作出補充或評價。4、自我檢測獨立完成，學困生可在同學助學下完成。5、反思提高通過探究與感悟，激發求知欲望，提高學習專業的興趣。通過圖一、圖二的實驗，讓學生觀察，結合工程中的實例來引入課題。1、布置前置作業課前精心預設前置作業，（由導學提綱、練一練、探究與感悟組成）組織學生自主學習。2、巡視導學巡視課堂，了解情況，對問題與疑點積極引導，適時點撥。對學困生積極鼓勵，并適度助學。3、點評與精講對各組討論進行點評，對重點內容進行精講，提示學生：平面力偶系合成為一個力偶，合力偶矩等于各力偶矩的代數和。4、反饋小結巡視指導，了解課堂教學效果，對課堂練習進行點評，對平衡問題的求解進行小結。5、課外拓展對學有余力的同學要求探究不同的解題方法，并感悟力偶知識在工程中應用，提升學生的能力。《平面一般力系的平衡》教學設計課題平面一般力系的平衡教學時間4課時教學目標知識與技能1、知道平面一般力系的平衡條件；2、能寫出平面一般力系平衡方程的兩種形式；3、能運用平面一般力系的平衡方程計算單個構件的平衡問題；4、感悟平面一般力系的平衡問題在工程中的應用。過程與方法1、能舉出生活中和工程中的單個構件的平面一般力系的實例，從而體驗單個構件作用下處于平面一般力系的平衡狀態時物體的受力特點和平衡條件；2、探究單個構件的平面一般力系平衡問題的解題方法。情感、態度、價值觀1、通過探究平面一般力系作用下平衡問題的解題方法，培養學生科學嚴謹敢于創新的精神；2、通過分析平面一般力系平衡在工程中的應用，增強安全生產意識。教學重點運用平面一般力系的平衡方程求解單個構件的平衡問題。教學難點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題在工程中的應用。教學內容及其過程學生活動教師導學一、引入1．如圖一所示的挑梁，伸入墻體的長度要大于挑出的長度，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？要保證其穩定性，應滿足什么條件？如何驗算？圖二二、導學提綱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，處于平衡狀態時，該物體既不能產生，也不能產生。（3）平面一般力系的平衡條件是：平面一般力系的合力等于，即：力系中所有各力在兩坐標軸上的投影的代數和分別等于，且力系中所有各力對其平面內任一點的力矩的代數和等于。（4）寫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立的有方程有幾個？最多能求解多少個未知量？。2、平面一般力系的平衡條件的應用（1）利用平面一般力系的平衡方程求解支座反力時，你認為應注意什么？為了保證所列的方程中只含一個未知力，建立坐標時應注意什么？（2）說出教材P41圖2-26、2-27雨蓬或陽臺產生傾覆的原因。再舉出2-3個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的例子。（3）計算教材P532-10圖（f）中構件的支座反力FX=FY=MeA=。（4）說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]FBNBFAYBFAXB解：取鋼架為研究對象，畫其受力圖。建立坐標系，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，FAY+FNB=0，得FAY=-FNB=-5.67KN（↓）[例2]題目見教材P40例2-解：由ΣFx=0得FAx=0由ΣFy=0，FAy-ql-F=0得FAy=ql+F=4kN/m×2m+10kN=18kN（↑）由ΣMA（F）=0，MeA-ql×（1/2）-Fl=0得MeA=（1/2）ql2+Fl=（1/2）×4kN/m×（2m）2+10kN×2m=28kN·m（逆時針）〖例3〗題見教材P42例2-8解：（1）畫受力圖如圖2-28b所示。（2）列平衡方程求解支座反力。由ΣFx=0，FAx+F=0得FAx=-F=-50kM（←由ΣMA（F）=0，FNDl-Fa=0得FND=Fa/l=50kN×4m/4m=50kN（↑）由ΣMD（F）=0，-FAyl-Fa=0得FAy=-Fa/l=-50kN×4m/4m=-50kN（↓）四、練一練練習1（第一次課中練習）教材P52求圖示各梁的支座反力。練習2（第二次課中練習）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：eq\o\ac(○,1)在求解平面力系的平衡問題時，運用坐標系的取向和矩心位置的選擇，是否可以簡化運算？如果可能，應如何選擇？eq\o\ac(○,2)為什么平面一般力系滿足了兩個平衡的投影方程時，仍不能完全保證其平衡？2、感悟：教材P41圖2-262-27中雨蓬為什么會傾覆，要保證雨蓬的穩定性，應滿足什么條件？自行標出有關尺寸，寫出其保證平衡的式子。六、布置作業課本作業：第一次：P532-92-11第二次：P532-10（c）（g）課外作業：1、通過本內容的學習，你有哪些收獲？還存在哪些困惑？2、參觀施工現場，觀察平面力系平衡的構件，并用有關知識加以說明。讓同學們觀察圖一、圖二，回答問題。1、自主學習自學教材、自主完成導學提綱，記錄疑點或無法解決的問題，為交流作準備。2、組內交流在小組長的組織下，有序開展交流與探討，共同解決存在的問題，并整理交流的結果。3、小組展示各組依次對交流的結果進行展示，并對各組的展示作出補充或評價。4、自我檢測獨立完成，學困生可在同學或老師助學下完成。5、反思提高通過探究與感悟，激發求知欲望，提高學習專業的興趣。通過圖一、圖二的實驗，讓學生思考，教師分析引入課題。1、布置前置作業課前精心預設前置作業，（由導學提綱、練一練、探究與感悟組成）組織學生自主學習。2、巡視導學巡視課堂，了解情況，對問題與疑點積極引導，適時點撥。對學困生積極鼓勵，并適度助學。3、點評與精講對各組討論進行點評，對重點內容進行精講。4、反饋小結巡視指導，了解課堂教學效果，對課堂練習進行點評，對平衡問題的求解步驟進行小結。5、課外拓展對學有余力的同學要求探究不同的解題方法，并感悟該力學知識在工程中應用，提升學生的能力?！段矬w系統的平衡》教學設計課題物體系統的平衡教學時間2課時教學目標知識與技能1、能說出什么是物體系統；2、知道物體系統平衡的特點；3、能運用平面一般力系的平衡方程解決物體系統的平衡問題；4、感悟物體系統平衡問題在工程中的應用。過程與方法1、通過列舉工程中的物體系統平衡問題，體驗物體系統平衡的特點；2、探究兩個物體聯系在一起時的物體系統平衡問題的解題方法。情感、態度、價值觀1、通過探究物體系統平衡的特點，培養學生的團隊精神；2、通過分析物體系統的平衡在工程中的應用，增強安全意識。教學重點運用平面一般力系的平衡方程求解簡單的物體系統平衡問題。教學難點拆分系統，選取研究對象，建立平衡方程；教學內容及其過程學生活動教師導學一、引入如圖一所示一電工用木梯，當工人在上面爬行時繩子和桿件在支承處和鉸連接處受的力都在變，向上移動時，這些力是如何變化的？如何計算？二、導學提綱1．物體系統是指。2．當物體系統處于平衡狀態時，組成系統的每一個物體也處于狀態。3．處理物體系統平衡問題時，可取系統整體為研究對象。也可取系統中的某一為研究對象。取研究對象最好是受力最少，有已知力作用，結構最簡單的部分，但不管如何取，所列舉的方程中最好只含個未知量，避免解聯立方程。4．一般情況下，結構對稱、受力對稱，則約束反力也。5．一般由n個物體組成的物體系統，可以建立個獨立的平衡方程。6．在物體拆開處的約束反力，一定符合關系。三、教師精講[例1]題目見P44教材2-9。解：（1）取梁CD為研究對象。（原因：CD段受力最少）由ΣMC（F）=0，-F2sin60°×2m+FND×4m=0得FND=8.66kN（↑）由ΣFx=0，FCx-F2cos60°=0得FCx=F2cos60°=20kN×0.5=10kN由ΣFy=0，FCy+FND-F2sin60°=0得FCy=F2sin60°-FND=20kN×0.866-8.66kN=8.66kN（2）取梁AC為研究對象。（原因：由作用力與反作用力的關系可知:F、CXF、CY已知且受力比整體簡單一些）由ΣMA（F）=0，-F1×2m-F'Cy×6m+FNB×4m=0由ΣFx=0，FAx-F'Cx=0得FAx=F'Cx=10kN（→）由ΣFy=0，FAy-F1+FNB-F'Cy=0得FAy=F1-FNB+F'Cy=（10-17.99+8.66）kN=0.67kN（↑）[例2題目見教材P45解：（1）取整體為研究對象，受力如圖2-32b所示。例2-10ΣMA（F）=0，得FBy=ql/2=60kN（↑）根據對稱性可得FAy=FBy=60kN（↑）FAx=FBx（2）取左邊折桿為研究對象，受力如圖2-32c由ΣMC（F）=0，得FAX=30KN因FBx=FAx故FBx=30kN（←）由ΣFx=0，FAx-FCx=0得FCx=FAx=30kN由ΣFy=0，得10kN/m×12m-60kN=010kN/m×12m-60kN=0四、課堂練習：1．求圖示組合梁的支座反力。（P542-12a五、探究與感悟1、探究：例1中第二步可否取整體為研究對象求支座A、B的約束反力，如能，請試一試。2、感悟：eq\o\ac(○,1)圖一中的梯子，人爬行到什么位置時，繩子的拉力和鉸連接處的內力最大？梯子與地面成的角度大約為多少度時最合適？為什么？eq\o\ac(○,2)物體系統處于平衡時，物體中的每一個物體都是平衡的，反過來物體系統中有一個物體不平衡，則整個系統是否還平衡？在日常生活和工作中，若一個團隊（如：班級體）是優秀的，則該團隊的組成成員也應是優秀，反過來，若一個團隊的組成成員中有違法違紀的，該團隊又能否評上優秀團隊呢？六、布置作業課本作業：P542-12（C）課外作業：1、通過本內容的學習，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，梯子受力有何變化，運用所學知識加以說明。3、P542-13（選作）讓同學們觀察圖中梯子由幾個部分構成，分組討論，讓后回答問題。1、自主學習自學教材、自主完成導學提綱，記錄疑點或無法解決的問題，為交流作準備。2、組內交流在小組長的組織下，有序開展交流與探討，共同解決存在的問題，并整理交流的結果。3、小組展示各組依次對交流的結果進行展示（回答或上臺填寫），并對各組的展示作出補充或評價。4、自我檢測獨立完成，學困生可在同學助學下完成。5、反思提高通過探究與感悟，激發求知欲望，提高學習專業的興趣。根據學生的回答，總結分析得出什么是系統，從而引入課題。1、布置前置作業課前精心預設前置作業，（由導學提綱、練一練、探究與感悟組成）組織學生自主學習。2、巡視導學巡視課堂，了解情況，對問題與疑點積極引導，適時點撥。對學困生積極鼓勵，并適度助學。3、點評與精講對各組討論進行點評，對重點內容進行精講。重點提示：為便于計算，拆分的注意事項，拆分處的內力應符合作用力與反作用力的關系。4、反饋小結巡視指導，了解課堂教學效果，對課堂練習進行點評，對物體系統的平衡問題的計算步驟進行小結。5、課外拓展對學有余力的同學要求探究不同的解題方法，并感悟該力學知識在生活和工程中應用，從而培養學生的團隊精神，提升學生的能力。《桿件的四種基本變形及組合變形、《直桿軸向拉、壓橫截面上的內力》教學設計課題3.1桿件四種基本變形及組合變形3.2直桿軸向拉、壓橫截面上的內力教學時間2課時教學目標知識與技能1、認識桿件的基本變形和組合變形；2、掌握桿件基本變形的受力及變形特點，軸力圖的繪制方法；3、理解截面法計算軸力，掌握簡捷法計算軸力；過程與方法1、通過分析工程實例、生活實例中的受力及變形掌握桿件的基本變形的受力及變形特點；2、理解截面法的基礎上掌握簡捷法計算軸力。情感、態度、價值觀1、通過分析工程結構中的受力及變形并口頭描述，培養歸納、總結、語言表達的能力；2、通過學習正負號規定，嚴格軸力的計算準確性，增強建筑施工安全意識。教學重點1、桿件的基本變形受力特點、變形特點；2、軸力計算方法。教學難點1、軸力計算中的正負號；2、軸力圖繪制的分段。教學內容及其過程學生活動教師導學一、引入手拉彈簧彈簧會發生什么變化？小朋友雙臂吊在單杠上，人雙手撐地倒立起來，胳膊都有什么樣的感覺，胳膊的形狀有改變嗎？二、導學提綱3.1桿件四種基本變形及組合變形1.桿件是指其縱向長度遠大于橫向尺寸的構件，軸線是直線的桿件稱為直桿。2.軸向拉伸和壓縮受力特點是直桿的兩端沿桿軸線方向作用一對大小相等、方向相反的力；變形特點是在外力作用下產生桿軸線方向的伸長或縮短。3.產生軸向拉伸變形的桿件，其當作用力背離桿端時，作用力是拉力（圖a）；產生軸向壓縮變形的桿件，其作用力指向桿端，作用力是壓力，（圖b）。4.剪切變形的受力特點是作用在構件上的橫向外力大小相等、方向相反、作用線平行且距離很近。5.剪切變形的變形特點是介于兩橫向力之間的各截面沿外力作用方向發生相對錯動。6.剪切面是指兩橫向力之間的橫截面，破壞常在剪切面上發生。7.扭轉變形的受力特點：在垂直于桿軸線的平面內，作用有大小相等、轉向相反的一對力偶。8.扭轉變形的變形特點：各橫截面繞桿軸線發生相對轉動。9.扭轉角是指任意兩個橫截面間的相對轉角，用表示。10.彎曲變形的受力特點：桿件受到通過桿軸線平面內的力偶作用，或受到垂直于桿軸線的橫向力作用.11.彎曲變形的變形特點：桿件的軸線將由直線變成曲線。12.以彎曲變形為主要變形的構件稱為受彎構件，梁是最常見的受彎構件之一。13.畫受力簡圖時，受彎的桿件常用其軸線代替.14.組合變形是指由兩種或兩種以上基本變形組合而成的變形。15.斜彎曲的受力特點：外力的作用平面通過梁軸，但不與梁的縱向對稱面重合。16.斜彎曲的變形特點：由兩個相互垂直的平面彎曲組合而成，梁變形后的軸線就不在外力作用平面內。17.受力特點：作用在直桿上的外力作用線與桿軸平行而不重合。18.偏心壓縮的變形特點：由軸向壓縮和彎曲變形組合而成。19.彎扭組合變形的受力特點：在桿件上作用有與桿軸垂直的外力，同時在垂直于桿軸線的平面內，作用有力偶。20.彎扭組合變形的變形特點：由彎曲變形和扭轉變形組合而成。3.2直桿軸向拉、壓橫截面上的內力1.內力是指由外力（或外部因素）引起的桿件內各部分間相互的作用力。2.軸力是指在軸向拉（壓）桿中橫截面中的內力。3.當桿件受拉而伸長時，軸力FN或F′N背離截面，軸力取正號，反之取負號。4.繪制軸力圖時用平行于桿軸線的坐標（x軸）表示橫截面的位置，垂直的坐標（y軸）表示橫截面的軸力，按選定的比例尺把