材料力学第二章备课学案

第一章绪论及基本概念一. 教学目标和教学内容教学目标：明确材料力学的任务，理解变形体的的基本假设，掌握杆件变形的基本形式。

教学内容：①材料力学的特点②材料力学的任务③材料力学的研究对象④变形体的基本假设⑤材料力学的基本变形形式二. 重点难点1 构1牛的强度、刚度、稳左性的概念：杆件变形的基本形式.变形体的基本假设。

三. 教学方式采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。

四. 建议学时0・5学时五. 讲课提纲1、材料力学的任务材料力学是研究构件强度.刚度和稳定性计算的学科。

工程中各种机械和结构都是由许多构件和零件组成的。

为了保证机械和结构能安全正常地工作，必须要求全部构件和零件在外力作用时具有一泄的承载能力.承载能力表现为1・1强度是指构件抵抗破坏的能力。

构件在外力作用下不被破坏，表明构件具有足够的强度。

1.2刚度是抬构件抵抗变形的能力。

构件在外力作用下发生的变形不超过某一规左值，表明构件具有足够的刚度。

1・3稳定性是抬构件承受在外力作用下，保持原有平衡状态的能力，构件在外力作用下，能保持原有的平衡形态，表明构件具有足够的稳左性。

1.4材料力学的任务：以最经济为代价，保证构件具有足够的承载能力。

通过研究构件的强度、刚度、稳左性，为构件选择合适的材料、确泄合理的截而形状和尺寸提供计算理论。

2、材料力学的研究对彖：可变形固体♦均匀连续性假设：假设变形固体内连续不断地充满着均匀的物质，且体内各点处的力学性质相同。

♦各向同性假设：假设变形固体在各个方向上具有相同的力学性质。

♦小变形假设：假设变形固体在外力作用下产生的变形与构件原有尺寸相比是很微小的，称“小变形”.在列平衡方程时，可以不考虑外力作用点处的微小位移，而按变形前的位置和尺寸进行计算。

3、杆件的几何特征3・1轴线：截面形心的连线3.2横截而：垂直于轴线的截而3.3杆的分类：4、杆件变形的基本形式杆件在不同受力情况下，将产生各种不同的变形，但是，不管变形如何复杂，常常是四种基本变形（轴向拉压、剪切、扭转、弯曲）或是它们的组合。

山东大学授课教案课程名称材料力学本次授课内容第二章杆件的内力教学日期第2～5讲授课教师姓名李文娟职称讲师授课对象本科二年级授课时数 2教材名称及版本材料力学（蔺海荣主编）授课方式（讲课实验实习设计）讲课本单元或章节的教学目的与要求1.理解轴向拉伸和压缩的概念，熟练掌握轴力的计算和轴力图的绘制。

2.理解扭转变形的概念，掌握外力偶矩的计算方法，熟练掌握扭矩的计算和扭矩图的绘制。

3.理解弯曲变形和平面弯曲的概念，熟练写出剪力方程和弯矩方程并且画剪力图和弯矩图。

4.熟练掌握根据载荷集度、剪力和弯矩的关系做剪力图和弯矩图。

授课主要内容及学时分配：轴向拉伸或压缩的概念.轴力与轴力图（50min），扭转的概念.扭矩与扭矩图（50min），弯曲的概念.剪力与弯矩（30min）剪力方程与弯矩方程.剪力图和弯矩图（40min），载荷集度、剪力与弯矩之间的关系（50min）平面刚架与平面曲杆的弯矩内力（30min）重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学）重点：各种基本变形杆件内力的计算及其内力图的绘制难点：内力的正负号的判定，载荷集度、剪力和弯矩之间的微分关系的理解，平面刚架与平面曲杆的弯矩内力要求：1．熟练掌握截面法计算轴力，画轴力图。

2．熟练掌握截面法计算扭矩，画扭矩图。

3. 理解对称弯曲的概念。

4．熟练掌握截面法计算剪力与弯矩，写剪力方程与弯矩方程，画剪力图与弯矩图。

5．熟练掌握载荷集度、剪力和弯矩之间的微分关系及其应用。

6．掌握平面刚架与平面曲杆的内力计算。

7．自学叠加法求剪力图、弯矩图。

主要外语词汇内力internal force，截面法method of sections，轴向拉伸axial tension ，轴向压缩axial compression，轴力axial force，轴力图axial force diagram，扭转torsion，外力偶矩external moment，扭矩图torque diagram，梁beams，弯曲bending，平面弯曲plane bending，简支梁simply supported beam，外伸梁overhanging beam，悬臂梁cantilever beam，剪力shear force，弯矩bending moment，剪力图shear-force diagrams，弯矩图bending-moment diagrams，平面刚架plane frame members，平面曲杆Plane curved bars辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、示教等）多媒体课件、板书复习思考题参考教材（资料）1．《材料力学》[美]S.铁摩辛柯科学出版社出版。

《材料力学》课程教案2（二）拉伸、压缩的超静定问题设教学安排 ● 新课引入如图所示的两杆组成的桁架结构受力，由于是平面汇交力系，可由静力平衡方程求出两杆内力。

如果为了提高构件安全性，再加一个杆，三杆内力还能由静力平衡方程求出吗？● 新课讲授一、 静定结构（一）提出问题1和2两杆组成桁架结构受力如图所示，角度已知，两杆抗拉刚度相同，2211A E A E =，求两杆中内力的大小。

（二）分析：求内力⇒截面法（1截2代3列平衡方程）⇒=∑0x 021=-ααSin F Sin F N N ⇒=∑0y 0321=-++F F Cos F Cos F N N N αα 两个方程，两个未知数，可以求解。

引出静定结构：约束反力(轴力）可以由静力平衡方程完全求出。

二、 超静定结构和超静定次数（一）继续提问在现实中为了增加构件的安全性，往往可以多加一个杆，在问题一的基础上在中间再加一个3杆，抗拉刚度为33A E ，如图所示，求3杆中内力的大小。

（二）分析：求内力⇒截面法（1截2代3列平衡方程） ①静平衡方程：平面汇交力系，只能列两个平衡方程⇒=∑0x21=-ααSin F Sin F N N⇒=∑0y 0321=-++F F Cos F Cos F N N N αα 两个方程，三个未知数，解不出。

引出超静定结构：约束反力(轴力）不能由静力平衡方程完全求出。

超静定次数：约束反力（轴力）多余平衡方程的个数。

上述问题属于一次超静定问题。

三、超静定结构的求解方法（一）继续提问，引导学生深入思考：超静定到底能不能求解？实际上F 一定，作用于每个杆上的力都是确定的。

还需再找一个补充方程，材料力学是变形体，受力会引起变形，力和力的关系看不出， 先把变形关系找到，再转化成力的关系。

（重点）②几何方程——变形协调方程：要找变形关系，关键是画变形图（难点）。

节点在中间杆上，左右两杆抗拉刚度相同，角度相同，即对称，因此中间杆仅沿竖直方向产生伸长，确定最终位置。

材料力学第六版第2册教学设计材料力学是材料科学与工程的核心课程之一。

通过对物质变形和破坏的分析，学生可以了解不同材料的性质和用途，并能够进行力学计算和工程设计。

本教学设计主要针对材料力学第六版第2册的教学，旨在提高学生的学习效果和教师的教学质量。

教学目标1.掌握材料力学的基本概念和理论体系。

2.理解材料的结构与性能、应力与应变、破坏与失效等基本问题。

3.能够进行力学计算和工程设计，并具有一定的实践能力。

4.培养学生的创新精神和团队合作精神。

教学内容第一章弹性力学基础1.弹性力学基本概念及其应用2.应力与应变分析3.弹性力学一般理论第二章塑性力学1.塑性力学基本概念及其应用2.杆、梁、板、壳的塑性问题3.薄壁结构的稳定性问题第三章破坏力学1.破坏力学基本概念及其应用2.破坏准则及其应用3.断裂力学教学方法1.理论授课：通过讲授课件、解析书中理论及题型等形式，培养学生对知识点的理论理解及能力。

2.典型题分析：结合教材内容，分析典型或常见题型，讲解计算方法及技巧，提高学生解题能力。

3.实验操作：通过物理模型实验、计算机模拟实验和真实工程实例等，实现对理论知识的实际应用。

4.讲解答疑：利用课后的时段，对学生提出的问题进行解答和补充。

教学评价1.期中及期末考试成绩占总成绩的50%。

2.平时表现、作业成绩、实验报告成绩等占总成绩的30%。

3.课堂互动、课外讨论、综合素质等占总成绩的20%。

教学体会本教学设计主要针对材料力学第六版第2册的教学。

通过讲授理论知识，分析典型题型，实现对知识点的深度理解及实际应用。

带领学生进行实验操作，培养学生的实践能力和创新精神。

在教学评价方面，采取多元评价的方法，全面评价学生的综合素质。

在教学实践中，我发现学生对于材料力学的概念与理论的了解较为欠缺，需要更多的实例和讲解来加深理解。

同时，学生的计算能力还需要进一步提高。

因此，应结合实例，多进行课堂演练，提高学生的计算能力。

针对教学方法，应采用交互式教学，利用互联网教学资源，加强与学生的互动。

第二篇材料力学绪论1．材料力学研究的问题是构件的强度、刚度和稳定性。

2. 构成构件的材料是可变形固体。

3. 对材料所作的基本假设是：均匀性假设，连续性假设及各向同性假设。

4. 材料力学研究的构件主要是杆件。

5. 内力是指在外力作用下，物体内部各部分之间的相互作用；显示和确定内力的基本方法是截面法；应力是单位面积上的内力。

6. 对于构件任一点的变形，只有线变形和角变形两种基本变形。

7. 杆件的几种基本变形形式是：拉伸（或压缩），剪切，扭转以及弯曲。

一、材料力学的任务各种机械和工程结构都由若干构件组成。

当构件工作时,都要承受力的作用。

为确保构件正常工作,须满足以下要求:(1)有足够的强度保证构件在外力作用下不发生破坏。

这就要求构件在外力作用下具有一定抵抗破坏的能力,称为构件的强度。

(2)有一定的刚度保证构件在外力作用下不产生影响其工作的变形。

构件抵抗变形的能力即为构件所具有的刚度。

(3)有足够的稳定性某些细长与薄壁构件在轴向压力达到一定数值时,会失去原有形态的平衡而丧失工作能力,这种现象称为构件丧失了稳定。

因此,对这一类构件还要考虑具有一定的维持原有形态平衡的能力,这种能力称为稳定性。

综上所述,为了确保构件正常工作,一般必须满足下列三方面要求,即构件应具有足够的强度、刚度和稳定性。

在构件设计中,除了上述要求外,还需要满足经济要求。

构件的安全与经济即是材料力学要解决的一对主要矛盾。

由于构件的强度、刚度和稳定性与构件材料的力学性能有关,而材料的力学性能必须通过实验来测定;此外,还有很多复杂的工程实际问题,目前尚无法通过理论分析来解决,必须依赖于实验。

因此,实验研究在材料力学研究中是一个重要的方面。

由上可见,材料力学的任务是:在保证构件既安全又经济的前提下,为构件选择合适的材料,确定合理的截面和尺寸,提供必要的计算方法和实验技术。

1).研究构件的强度、刚度和稳定性；2).研究材料的力学性能；3).为合理解决工程构件设计中安全与经济之间的矛盾提供力学方面的依据。

第二章工程力学复习本章重点1．掌握：力的概念和力的合成与分解。

2．了解：力在坐标轴上的投影。

3．掌握：二力平衡的条件及作用和反作用定律。

4．掌握：力矩和力偶的概念及计算。

5．掌握：几种常见约束力及约束反力的特点，能画出简单物体的受力图。

6．掌握：平面汇交力系的解法。

7．掌握：拉伸与压缩的概念，内力的概念及计算方法。

8．了解：应力的计算及许用应力、安全系数的概念。

9．掌握：拉压时的强度计算，了解：剪切的时强度计算。

10.掌握：功、功率、效率的概念及计算，了解：摩擦角、自锁的概念。

本章内容提要一．力的概述（一）力的概念1.力的定义力是物体相互间的机械作用，其作用结果使物体的形状和运动状态发生改变。

2. 力的效应外效应—改变物体运动状态的效应。

内效应—引起物体变形的效应。

3. 力的三要素: 力的大小、方向、作用点。

4．力的表示法——力是一矢量，用数学上的矢量记号来表示，如图。

F5．力的单位——在国际单位制中，力的单位是牛顿(N) 。

1Kg f=9.807N≈10N（二）力的合成与分解1．力的合成作用于一点的两个或两个以上的力，可以合成为作用于同一点的一个力，这个力就称为合力。

作用在物体上同一点的两个力，可以按平行四边形法则合成为一个合力。

此合力也作用在该点，其大小和方向由这两力为边构成的平行四边形的主对角线确定。

2．力的分解己知合力求分力的过程，称为力的分解。

工程上常遇到的是把一个力分解为方向己知的二分力，分解方法仍利用平行四边形法则。

（三）力在坐标轴上的投影力F在x、y轴上的投影：式中α是力F与X轴正向间的夹角。

力F在x、y轴分力大小：力在坐标轴上的投影，其大小就等于此力沿该轴方向分力的大小。

力的分力是矢量，而力在坐标轴上的投影是代数量，它的正负规定如下：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．若已知力在坐标轴上的投影，则力F的大小和方向可按下式求出：力F的指向由F X、F y的正负号判定。

汨罗市职业中专学校备课教案编号 01学年度第学期系（部）教研室任课教师课程名称工程力学（材料力学部分）一、连续性假设二、均匀性假设用实例加以讲解，4个基本假设三、各向同性假设是材料力学的基础。

四、小变形假设§1—2 杆件的基本变形一、拉伸（压缩）二、剪切（挤压）用简图简单讲解，给学生一些感性三、扭转认识，以后各章再详细讲解。

四、弯曲§1—3外力·内力·截面法一、外力二、内力三、截面法用例题讲解截面法的应用。

（图）§1—4 应力的概念重点讲解应力的概念、公式、单位。

应力和压强的区别（先让学生分析，然后再讲解）。

思考题：出几道思考题，增加学生对概念的理解小结（总结本次课的主要内容）、布置作业举例、讨论举例讲授外力、内力、截面法（画图）讨论、讲授讨论重要概念进行归纳总结15 min作业及参考文献作业：是非判断题10道以加深对概念的理解课后小结教研室主任（签字）：课程名称工程力学（材料力学部分）给出定义，然后让学生举出外力、内力的例子。

教研室主任（签字）：课程名称工程力学（材料力学部分）授课章节：第二章轴向拉伸与压缩§2—4§2—5：课程名称工程力学（材料力学部分）授课章节：第二章轴向拉伸与压缩§2—6教研室主任（签字）：授课章节：第三章剪切§3—1 §3—2第四章 扭转的强度与刚度计算§4—1概述举几个现实生活中扭转实例。

举例讲授 10min课堂设计（教学内容、过程、方法、图表等）时 间分 配1.扭转的力学模型：如图2.构件特征：构件为等截面直杆3.受力特征：在杆的两端，垂直于杆轴线的平面内，作用着两个力偶，其力偶矩相等，转向相反。

4.变形特征：杆上各横截面均绕杆的轴线发生相对转动，任意两个横截面之间相对转过的角度称为相对扭转角。

§4—2 扭转时的内力一、外力偶矩的计算：()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⋅=⋅=m N min)/r (n )Ps (N M m N min)/r (n )W (N M e e7024k 9550 二、扭矩、扭矩图：扭矩的正负—右手螺旋法则（讲例题一道）讲授（投影图）讲授（图） 牢记：剪应力互等定理和剪切胡克定理简单讲授讲授、练习 讨论40min 30min作 业 及 参考文献预习第四节内容思考题：P63 19-6 习 题：P64 19-1参考文献：刘鸿文主编《材料力学》、苟文选主编《材料力学》导教·导学·导考、胡增强主编《材料力学800题》m xm xϕ教研室主任（签字）：课程名称工程力学（材料力学部分）授课章节：第四章扭转的强度与刚度计算§4—4教研室主任（签字）：汨罗市职业中专学校备课教案编号11学年度第学期系（部）教研室任课教师课程名称工程力学（材料力学部分）授课章节：第四章扭转的强度与刚度计算§4—5 *§4—6 *§4—7教研室主任（签字）：汨罗市职业中专学校备课教案编号12学年度第学期系（部）教研室任课教师课程名称工程力学（材料力学部分）授课章节：第五章弯曲的强度计算§5—1 §5—2 §5—3教研室主任（签字）：汨罗市职业中专学校备课教案编号13学年度第学期系（部）教研室任课教师课程名称工程力学（材料力学部分）授课章节：第五章弯曲的强度计算§5—4 §5—5教研室主任（签字）：汨罗市职业中专学校备课教案编号14学年度第学期系（部）教研室任课教师课程名称工程力学（材料力学部分）授课章节：第五章弯曲的强度计算§5—6教研室主任（签字）：汨罗市职业中专学校备课教案编号15学年度第学期系（部）教研室任课教师课程名称工程力学（材料力学部分）授课章节：第五章弯曲的强度计算§5—7 §5—8教研室主任（签字）：汨罗市职业中专学校备课教案编号16学年度第学期系（部）教研室任课教师课程名称工程力学（材料力学部分）授课章节：第五章弯曲的强度计算§5—9 §5—10教研室主任（签字）：市职业中专学校备课教案编号24学年度第学期系（部）教研室任课教师课程名称工程力学（材料力学部分）授课章节：第八章组合变形的强度计算§8—1 §8—2教研室主任（签字）：汨罗市职业中专学校备课教案编号25学年度第学期系（部）教研室任课教师课程名称工程力学（材料力学部分）授课章节：第八章组合变形的强度计算§8—3 §8—4教研室主任（签字）：汨罗市职业中专学校备课教案编号26学年度第学期系（部）教研室任课教师课程名称工程力学（材料力学部分）授课章节：第九章压杆的稳定计算§9—1 §9—2 §9—3教研室主任（签字）：汨罗市职业中专学校备课教案编号27签字）：。

材料力学课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握材料力学的基本概念，如应力、应变、弹性模量等；2. 培养学生运用材料力学知识分析简单构件受力情况的能力；3. 使学生了解不同材料力学性能的特点，并能进行简单的力学性能比较。

技能目标：1. 培养学生运用材料力学原理解决实际问题的能力；2. 培养学生通过实验、图表等方法收集、分析、处理材料力学数据的能力；3. 提高学生的团队协作能力和沟通表达能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对材料力学的兴趣，激发学生的学习热情；2. 培养学生严谨的科学态度，树立正确的价值观；3. 使学生认识到材料力学在工程领域的应用，增强学生的社会责任感和使命感。

课程性质：本课程为专业性较强的学科课程，旨在帮助学生建立材料力学的知识体系，培养实际应用能力。

学生特点：学生处于高中阶段，具有一定的物理基础和逻辑思维能力，对专业学科有一定的好奇心。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的动手能力和实际问题解决能力。

通过课程目标分解，实现教学设计和评估的针对性，确保学生达到预期学习成果。

二、教学内容1. 应力与应变的概念及其计算方法；2. 弹性模量、剪切模量、泊松比等力学性能指标；3. 材料的弹性、塑性和韧性特点；4. 轴向拉压、扭转、弯曲等基本受力形式及其计算；5. 材料力学实验方法及数据处理；6. 材料力学在实际工程中的应用案例分析。

教学内容安排与进度：第一周：应力与应变的概念及其计算方法；第二周：弹性模量、剪切模量、泊松比等力学性能指标；第三周：材料的弹性、塑性和韧性特点；第四周：轴向拉压、扭转、弯曲等基本受力形式及其计算；第五周：材料力学实验方法及数据处理；第六周：材料力学在实际工程中的应用案例分析。

教材章节关联：1. 《材料力学》第一章：应力与应变；2. 《材料力学》第二章：材料的力学性能；3. 《材料力学》第三章：轴向拉压与扭转；4. 《材料力学》第四章：弯曲；5. 《材料力学》第五章：实验方法与数据处理；6. 《材料力学》第六章：应用案例分析。