平面任意力系平衡方程的应用教案
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课题 1.4平面力系的平衡方程及应用
课时 1 班级21机电3/4班课型新课时间2021年10月22日
教学目标知识目标:熟记任意力系和汇交力系平衡的条件能力目标:能通过列平衡方程计算力的大小
德育目标:提高合作探究能力,增强合作意识
教学重点任意力系和汇交力系平衡的条件
教学难点根据平衡方程进行计算
教法直观教学法
学法小组合作探究
教学评价师生互评,小组互评
教具多媒体课件,教具,动画
教学过程及主要教学内容师生活动一、汇交力系平衡方程及图示:
所有的力都汇聚于一点的称为汇交力系。
二、平面任意力系及图示:教师:精讲
互问互答
学生:小组合作学生:组间竞赛
三、例题:
作业减速器中的齿轮轴受力如图所示,已知F、a,求:(1)绘制齿轮轴的受力图;(2)求支座A/B的约束力。
课后反思(教学收获、特色创新、存在不足、改进措施)。
《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。
平面任意力系平衡方程的应用教案
目的要求:掌握利用平面任意力系平衡方程基本形式求解平衡问题。
教学重点:平衡方程的正确运用。
教学难点:对平衡方程的理解。
教学内容:
平面任意力系的简化
一、平面任意力系向任一点(简化中心)平移。
1、力系的简化依据-力的平移定理
2、力系的简化过程:如图(a)所示平面任意力系
根据力的平移定理,力平移后要附加一个力偶,其力偶的大小等于该力对简化中心之矩。
这样,平移到简化中心的力组成一个平面汇交力系,所有附加的力偶组成一个平面力偶系。
3、平面汇交力系组成一个合力——主矢。
根据平面汇交力系求合力的公式可得主矢的大小和方向为
二、平面任意力系平衡方程的应用
1、平面任意力系的平衡方程:
当平面任意力系作用于物体上,并处于平衡时,平面任意力系向任一点简化所得的主矢和主矩都应该等于零,于是得到下列平衡方程的基本形式:
2、解题步骤和方法:
(1)确定研究对象,画受力图。
(2)选择座标轴和矩心,列平衡方程。
(3)解平衡方程,求出未知约束反力。
三、例题:
例1:如图所示悬臂梁,已知L=2m,F=100N,求固定端A处的约束反力。
解(1)、取梁AB为研
究对象。
(2)、画出AB梁的受
力图。
(3)、建立直角坐标系
Axy。
(4)、列出平衡方程:
∑F x=0 F AX-Fcos30˚=0
∑M A(F)=0 M A-FLsin30˚
=0
(5)、解平衡方程,求出
未知量。
联立求解平衡方程得
F Ax=86.6 N
F Ay=50 N
M A=100 N.m
说明:计算结果为正,
说明各未知力的实际方
向均与假设方向相同。
若计算结果为负,则未知力的实际方向与假设方向相反。