[电子教案]新编工程力学教程(3)
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0.1 工程力学的课程内容及其工程意义工程力学是一门关于力学学科在工程上的基本应用的课程,它通过研究物体机械运动的一般规律来对工程构件进行相关的力学分析和设计,其包含的内容极其广泛。
本书仅包括工程静力学和材料力学两部分。
机械运动是人们在日常生活和生产实践中最常见的一种运动形式,是物体的空间位置随时间的变化规律。
工程静力学研究的是机械运动的特殊情况,即物体在外力作用下的平衡问题,包括对工程物体的受力分析,对作用在工程物体上的复杂力系进行简化,总结力系的平衡条件和平衡方程,从而找出平衡物体上所受的力与力之间的关系。
构件,是工程上的机械、设备、结构的组成元素。
材料力学是研究工程构件在外力作用下,其内部产生的力,这些力的分布,以及将要发生的变形,这些变形中有些在外力解除后是可以恢复的,称为弹性变形;而另一些不可恢复的变形,则称为塑性变形。
为保证工程机械和结构的正常工作,其构件必须有足够的承载能力,即必须具有足够的强度、刚度和稳定性。
足够的强度,是保证工程构件在外力作用下不发生断裂和过大的塑性变形。
足够的刚度,是保证工程构件在外力作用下不发生过大的弹性变形。
足够的稳定性,是保证工程构件在外力作用下不失稳,即不改变其本来的平衡状态.在工程实际中,广泛地应用着工程力学的知识.例如图0—1所示的简易吊车,为了保证它能正常工作,首先需要用静力学知识分析和计算各构件所受的力,然后再应用材料力学知识,在安全、经济的前提下合理地确定各构件的材料和尺寸。
因此,工程力学是一门技术基础课程,它为后继专业课程和工程设计提供了必要的理论基础。
0。
2 工程力学的研究模型在工程力学中,由于工程静力学和材料力学所研究的问题不同,其工程模型也是各不相同的。
工程静力学的研究模型为刚体,即受力后理想不变形的物体。
因为大多数情形下,工程构件受力后产生的变形很小,忽略不计也不会对构件的受力分析产生影响。
而材料力学的研究模型是变形体。
因为材料力学是通过研究物体的变形规律来对工程构件进行安全性设计,所以构件的变形是不可忽略的。
工程力学教案《工程力学》主要讲授静力学的基本内容和轴向拉压、扭转、弯曲、应力状态理论、强度理论、压杆稳定、组合变形等主要内容,该课程是电气工程,安全工程、测绘工程等专业的一门重要的专业基础课程,是相关专业的学生学习后续课程、掌握本专业技术所必备的理论基础。
以下是工程力学教案,欢迎阅读。
一、课程目的与任务掌握力系的简化与平衡的基本理论,构筑作为工程技术根基的知识结构;通过揭示杆件强度、刚度等知识发生过程,培养学生分析解决问题的能力;以理论分析为基础,培养学生的实验动手能力;发挥其它课程不可替代的综合素质教育作用。
二、教学基本要求1.掌握工程对象中力、力矩、力偶等基本概念及其性质;能熟练地计算力的投影、力对点之矩。
2.掌握约束的概念和各种常见约束力的性质;能熟练地画出单个刚体及刚体系的受力图。
3.掌握各种类型力系的简化方法和简化结果;掌握力系的主矢和主矩的基本概念及其性质;能熟练地计算各类力系的主矢和主矩。
4.掌握各种类型力系的平衡条件;能熟练利用平衡方程求解单个刚体和刚体系的平衡问题。
5.理解材料力学的任务、变形固体的基本假设和基本变形的特征;掌握正应力和切应力、正应变和切应变的概念。
6.掌握截面法;熟练运用截面法求解杆件(一维杆件)各种变形的内力(轴力、扭矩、剪力和弯矩)及内力方程;掌握弯曲时的载荷集度、剪力和弯矩的微分关系及其应用;熟练绘制内力图。
7.掌握直杆在轴向拉伸与压缩时横截面的应力计算;了解安全因数及许用应力的确定,熟练进行强度校核、截面设计和许用载荷的计算。
8.掌握胡克定律,了解泊松比,掌握直杆在轴向拉伸与压缩时的变形计算。
9.掌握剪切和挤压(工程)实用计算。
10.掌握扭转时外力偶矩的换算;掌握圆轴扭转时的切应力与变形计算;熟练进行扭转的强度和刚度计算。
11.掌握纯弯曲、平面弯曲、对称弯曲和横力弯曲的概念;掌握弯曲正应力公式;熟练进行弯曲强度计算;掌握杆件的斜弯曲、弯拉(压)组合变形的应力与强度计算。
工程力学教案一、教学目标1.掌握工程力学的基本概念和原理,了解其在工程实际中的应用。
2.能够运用工程力学知识解决简单的工程问题。
3.培养学生的逻辑思维和推理能力,提高其综合素质。
二、教学内容1.工程力学概述2.静力学基础3.材料力学基础4.动力学基础5.工程实际应用案例分析三、教学重点与难点1.重点:掌握工程力学的基本概念和原理,了解其在工程实际中的应用。
2.难点:如何运用工程力学知识解决复杂的工程问题。
四、教学方法与手段1.理论讲解:通过课堂讲解、案例分析等方式,使学生掌握工程力学的基本概念和原理。
2.实验教学:通过实验演示、实验操作等方式,帮助学生深入理解工程力学的原理和应用。
3.工程案例分析:通过分析实际工程案例,让学生了解工程力学在解决实际问题中的应用。
4.课堂讨论:鼓励学生参与课堂讨论,引导学生运用所学知识解决实际问题。
五、教学环节设计1.导入新课:通过提问、案例分析等方式,引导学生进入新的教学内容。
2.知识讲解:讲解工程力学的基本概念和原理,帮助学生建立完整的知识体系。
3.演示实验:通过实验演示,让学生观察实验现象,深入理解工程力学的原理和应用。
4.案例分析:通过分析实际工程案例,让学生了解工程力学在解决实际问题中的应用。
5.课堂讨论:组织学生进行课堂讨论,引导学生运用所学知识解决实际问题。
6.课堂小结:对本节课内容进行总结,帮助学生巩固所学知识。
7.作业布置:布置相关练习题和思考题,帮助学生加深对知识的理解和应用。
8.课外拓展:推荐相关书籍、网站等资源,鼓励学生进行自主学习和拓展阅读。
六、教学评价与反馈1.课堂表现评价:根据学生的课堂参与度、表现等情况进行评价。
2.作业评价:根据学生的作业完成情况进行评价。
3.期末考试评价:根据学生的考试成绩进行评价。
4.学生反馈:定期收集学生意见和建议,及时调整教学方法和手段。
《工程力学电子教案》PPT课件第一章:工程力学概述1.1 教案目标了解工程力学的定义和研究对象掌握工程力学的基本概念和原理1.2 教学内容工程力学的定义和研究对象工程力学的基本概念和原理工程力学的应用领域和发展趋势1.3 教学方法采用PPT课件展示工程力学的定义和研究对象通过实例分析工程力学的应用领域和发展趋势引导学生参与讨论和提问,加深对工程力学的理解1.4 教学评估课堂提问和讨论评估学生对工程力学的理解程度课后作业评估学生对工程力学概念和原理的掌握情况第二章:力学基础2.1 教案目标掌握力学的基本定律和原理学习力学的基本量和单位2.2 教学内容牛顿运动定律力的概念和计量质量的概念和计量加速度的概念和计量2.3 教学方法采用PPT课件讲解力学的基本定律和原理通过实例演示和问题讨论,加深学生对力学概念的理解引导学生进行实验观察和数据分析,验证力学原理2.4 教学评估课堂提问和讨论评估学生对力学概念的理解程度课后作业和实验报告评估学生对力学原理的掌握情况第三章:静力学3.1 教案目标学习静力学的基本原理和方法掌握静力学中的力的合成和分解3.2 教学内容静力学的基本原理力的合成和分解的方法静力学方程的建立和应用3.3 教学方法采用PPT课件讲解静力学的基本原理和方法通过实例分析和问题讨论,加深学生对静力学概念的理解引导学生进行实验观察和数据分析,验证静力学原理课堂提问和讨论评估学生对静力学概念的理解程度课后作业和实验报告评估学生对静力学原理的掌握情况第四章:动力学4.1 教案目标学习动力学的基本原理和方法掌握动力学中的运动方程和动力方程4.2 教学内容动力学的基本原理运动方程的建立和应用动力方程的建立和应用4.3 教学方法采用PPT课件讲解动力学的基本原理和方法通过实例分析和问题讨论,加深学生对动力学概念的理解引导学生进行实验观察和数据分析,验证动力学原理4.4 教学评估课堂提问和讨论评估学生对动力学概念的理解程度课后作业和实验报告评估学生对动力学原理的掌握情况第五章:材料力学5.1 教案目标学习材料力学的基本原理和方法掌握材料力学中的应力、应变和强度计算材料力学的基本原理应力的概念和计算应变的概念和计算强度的概念和计算5.3 教学方法采用PPT课件讲解材料力学的基本原理和方法通过实例分析和问题讨论,加深学生对材料力学概念的理解引导学生进行实验观察和数据分析,验证材料力学原理5.4 教学评估课堂提问和讨论评估学生对材料力学概念的理解程度课后作业和实验报告评估学生对材料力学原理的掌握情况第六章:弹性力学6.1 教案目标学习弹性力学的基本原理和方法掌握弹性力学中的弹性模量和胡克定律6.2 教学内容弹性力学的基本原理弹性模量的概念和计算胡克定律的表述和应用6.3 教学方法采用PPT课件讲解弹性力学的基本原理和方法通过实例分析和问题讨论,加深学生对弹性力学概念的理解引导学生进行实验观察和数据分析,验证弹性力学原理6.4 教学评估课堂提问和讨论评估学生对弹性力学概念的理解程度课后作业和实验报告评估学生对弹性力学原理的掌握情况第七章:流体力学7.1 教案目标学习流体力学的基本原理和方法掌握流体力学中的流速、流率和伯努利方程7.2 教学内容流体力学的基本原理流速的概念和计算流率的的概念和计算伯努利方程的表述和应用7.3 教学方法采用PPT课件讲解流体力学的基本原理和方法通过实例分析和问题讨论,加深学生对流体力学概念的理解引导学生进行实验观察和数据分析,验证流体力学原理7.4 教学评估课堂提问和讨论评估学生对流体力学概念的理解程度课后作业和实验报告评估学生对流体力学原理的掌握情况第八章:摩擦力学8.1 教案目标学习摩擦力学的基本原理和方法掌握摩擦力学中的摩擦系数和摩擦力计算8.2 教学内容摩擦力学的基本原理摩擦系数的概念和计算摩擦力的概念和计算8.3 教学方法采用PPT课件讲解摩擦力学的基本原理和方法通过实例分析和问题讨论,加深学生对摩擦力学概念的理解引导学生进行实验观察和数据分析,验证摩擦力学原理8.4 教学评估课堂提问和讨论评估学生对摩擦力学概念的理解程度课后作业和实验报告评估学生对摩擦力学原理的掌握情况第九章:动力机械9.1 教案目标学习动力机械的基本原理和方法掌握动力机械中的发动机和传动系统9.2 教学内容动力机械的基本原理发动机的类型和工作原理传动系统的类型和作用9.3 教学方法采用PPT课件讲解动力机械的基本原理和方法通过实例分析和问题讨论,加深学生对动力机械概念的理解引导学生进行实验观察和数据分析,验证动力机械原理9.4 教学评估课堂提问和讨论评估学生对动力机械概念的理解程度课后作业和实验报告评估学生对动力机械原理的掌握情况第十章:工程力学案例分析10.1 教案目标学习工程力学在实际工程中的应用掌握工程力学案例分析的方法和技巧10.2 教学内容工程力学在实际工程中的应用案例工程力学案例分析的方法和技巧10.3 教学方法采用PPT课件讲解工程力学在实际工程中的应用案例通过实例分析和问题讨论,加深学生对工程力学案例分析的理解引导学生进行实验观察和数据分析,验证工程力学原理10.4 教学评估课堂提问和讨论评估学生对工程力学案例分析的理解程度课后作业和实验报告评估学生对工程力学原理的掌握情况重点和难点解析1. 教案目标:在教学过程中,明确教案目标是指导学生理解和掌握工程力学的基本概念和原理。
理论力学教案1本次讲稿第一章绪论第一节工程力学的研究对象建筑物中承受荷载而起骨架作用的部分称为结构。
结构是由若干构件按一定方式组合而成的。
组成结构的各单独部分称为构件。
例如:支承渡槽槽身的排架是由立柱和横梁组成的刚架结构,如图1-1a所示;单层厂房结构由屋顶、楼板和吊车梁、柱等构件组成,如图1-1b所示。
结构受荷载作用时,如不考虑建筑材料的变形,其几何形状和位置不会发生改变。
图1-1ab结构按其几何特征分为三种类型:(1)杆系结构:由杆件组成的结构。
杆件的几何特征是其长度远远大于横截面的宽度和高度。
(2)薄壁结构:由薄板或薄壳组成。
薄板或薄壳的几何特征是其厚度远远小于另两个方向的尺寸。
(3)实体结构:由块体构成。
其几何特征是三个方向的尺寸基本为同一数量级。
工程力学的研究对象主要是杆系结构。
第二节工程力学的研究内容和任务工程力学的任务是研究结构的几何组成规律,以及在荷载的作用下结构和构件的强度、刚度和稳定性问题。
研究平面杆系结构的计算原理和方法,为结构设计合理的形式,其目的是保证结构按设计要求正常工作,并充分发挥材料的性能,使设计的结构既安全可靠又经济合理。
进行结构设计时,要求在受力分析基础上,进行结构的几何组成分析,使各构件按一定的规律组成结构,以确保在荷载的作用下结构几何形状不发生发变。
结构正常工作必须满足强度、刚度和稳定性的要求。
强度是指抵抗破坏的能力。
满足强度要求就是要求结构的构件在正常工作时不发生破坏。
刚度是指抵抗变形的能力。
满足刚度要求就是要求结构的构件在正常工作时产生的变形不超过允许范围。
稳定性是指结构或构件保持原有的平衡状态的能力。
满足稳定性要求就是要求结构的构件在正常工作时不突然改变原有平衡状态,以免因变形过大而破坏。
按教学要求,工程力学主要研究以下几个部分的内容。
(1)静力学基础。
这是工程力学的重要基础理论。
包括物体的受力分析、力系的简化与平衡等刚体静力学基础理论。
(2)杆件的承载能力计算。