《物体的受力分析和受力图》教学设计

第三章物体的受力分析及受力图§ 3.1 载荷荷载分类：（1）按作用时间的久暂恒载（dead load）：固定载荷，长期作用于结构上的不变荷载，其大小、方向、作用位置是不变的。

例如结构的自重、安装在结构上的设备重量等；活载（live load）：建筑物在施工和使用期间可能存在的可变荷载。

例如吊车荷载、结构上的人群、风、雪等荷载。

（2）按荷载的作用范围集中荷载（concentrated load）：荷载的作用面积相对于总面积是微小的。

分布荷载（distributed load）：分布作用在一定面积或长度上的荷载，如风、雪、自重等荷载。

（3）按荷载作用的性质静荷载（static load）：大小、方向和位置不随时间变化或变化极其缓慢，不使结构产生显著的加速度。

例如结构自重、楼面活载等；动荷载（dynamic load）：随时间迅速变化或在短暂时间内突然作用或消失的荷载，使结构产生显著的加速度。

注意：车辆荷载、风荷载和地震荷载通常在设计中简化为静力荷载，但在特殊情况下要按动力荷载考虑。

（4）按荷载位置的变化固定荷载（fixed load ）：作用位置固定不变的荷载，例如风、雪、结构自重等。

移动荷载（travelling load）：可以在结构上自由移动的荷载，例如吊车梁上的吊车荷载、公路桥梁上的汽车荷载就是移动荷载。

常见分布载荷合力作用位置§3.2 工程常见约束与约束力自由物体——空间运动不受任何限制的物体，如飞机、导弹、航天器受约束物体——空间运动受到限制的物体，如汽轮机、车轮。

工程中大部分研究对象都是非自由体，约束（constraint ）—— 物体运动过程中所受到的限制。

约束的作用一方面限制物体运动，另一方面表现为约束力。

约束力(reactions)——约束对物体的反作用力，又称约束反力。

是一种被动力，其大小不能预先确定，方向总是与约束力所能阻止的运动方向相反。

主动力-----主动地施加于物体，改变其运动状态的力称为主动力。

物体受力分析和受力图教案一、教学目标1. 让学生理解物体受力的基本概念，知道力对物体运动状态的影响。

2. 培养学生掌握受力分析的方法，能够正确绘制受力图。

3. 引导学生运用受力分析解决实际问题，提高解决物理问题的能力。

二、教学内容1. 力的概念及其分类2. 力的作用效果3. 受力分析的方法和步骤4. 受力图的绘制技巧5. 受力分析在实际问题中的应用三、教学重点与难点1. 教学重点：受力分析的方法，受力图的绘制。

2. 教学难点：受力分析的顺序，受力图的准确绘制。

四、教学方法1. 采用讲授法，讲解力的概念、分类和作用效果。

2. 采用演示法，展示受力分析和受力图的绘制过程。

3. 采用练习法，让学生通过实际操作，掌握受力分析和受力图的绘制技巧。

4. 采用问题解决法，引导学生运用受力分析解决实际问题。

五、教学过程1. 导入：通过一个简单的实例，让学生感受力的作用效果，引出力的概念。

2. 讲解：讲解力的分类和作用效果，介绍受力分析的方法和步骤。

3. 演示：教师演示受力分析和受力图的绘制过程，学生跟随操作。

4. 练习：学生独立进行受力分析和受力图的绘制，教师巡回指导。

5. 应用：学生运用受力分析解决实际问题，教师点评并讲解。

6. 总结：对本节课的内容进行总结，强调受力分析和受力图的重要性。

7. 作业：布置相关练习题，巩固所学知识。

六、教学评价1. 评价内容：学生对力的概念、分类和作用效果的理解；学生对受力分析的方法和步骤的掌握；学生对受力图的绘制技巧；学生运用受力分析解决实际问题的能力。

2. 评价方法：课堂提问、作业批改、课堂练习、问题解答。

七、教学反思教师在课后应对本节课的教学进行反思，分析教学过程中的优点和不足，针对不足之处进行改进，以提高教学质量。

八、教学拓展1. 力的合成与分解：引导学生学习力的合成与分解，加深对力的理解。

2. 摩擦力：讲解摩擦力的概念、分类和计算方法，让学生更深入地了解力。

3. 牛顿运动定律：介绍牛顿运动定律，让学生了解力与物体运动状态的关系。

第一章课题四物体的受力分析和受力图教学目的要求：掌握物体的受力分析方法，并能正确画出受力图教学重点和难点：准确地画出物体的受力图解决措施：掌握物体的受力分析方法，严格标准画受力图的步骤，教师示范与学生课上练习相结合。

授课类型：采用课件讲练结合教学进程和时间分配〔两学时〕1、复习引入5分钟2、讲授新课60分钟3、课堂练习18分钟4、课堂小结5分钟5、布置作业2分钟教具准备：课件、三角板、圆规、课堂练习题结构提纲：复习引入—讲授新课—课堂练习—课堂小结—布置作业复习引入〔5分钟〕采用课件，提问方式1、四种常见约束：柔体约束、光滑面约束、铰链约束、固定端约束2、各类约束的约束反作用力特点柔体约束约束反作用力的特点：力的作用点在连接点，力的作用线沿着柔体的中心线，力的方向离开被约束物体。

通常用F T或T S表示。

如下图光滑面约束约束反作用力的特点：力的作用点在接触点，力的作用线沿着接触面的公法线，力的作用方向指向被约束的物体，通常用T N表示。

铰链约束〔两种支座〕固定铰链支座约束反作用力：常用相互垂直的两个分力F RX和F RY表示活动铰链支座约束反作用力：力的作用线必通过铰链中心，且垂直于支承面，方向有两种情况。

讲授新课〔60分钟〕§一、概念〔采用课件〕1、研究对象：所研究的物体称为研究对象2、别离体：解除约束后的物体3、受力图：在别离体上画上它所受的全部主动力和约束反力的图二、画受力图的步骤1、首先确定研究对象2、在研究对象上画出全部已知的主动力。

3、在研究对象上解除约束的地方画出相应的约束反力。

三、下面举例说明物体受力分析及画受力图的方法例1均质球重G，用绳系住，并靠于光滑的斜面上，如下图。

试分析球的受力情况，并画出受力图。

解①确定球为研究对象②画出主动力G，约束反作用力F T和F N注：满足三力平衡汇交定理此题目的：掌握如何对物体进行受力分析，并标准画图顺序。

教学方法：先板书，一步一步按步骤讲解，然后通过课件演示以加深影响课堂练习〔5分钟〕：两学生演板，其余在下面练习例2均质杆AB，重量为G，支于光滑的地面及墙角间，并用水平绳DE系住，如下图。

《物体受力分析和受力图》教案涉县职教中心 王飞 ⊥光滑面、物体受力图的概念T F Ay Ax F F Ay AxF F N F1、取所要研究物体为研究对象（分离体）画出其简图2、画出所有主动力3、按约束性质画出所有约束（被动）力例1-1碾子重为 ，拉力为 ，A 、B 处光滑接触，画出碾子的受力图。

解：1、画出简图 2、画出主动力 3、画出约束力例1-2水平均质梁AB 重为 ，电动机重为 ，不计杆CD 的自重，画出杆CD 和梁 AB 的受力图。

如图(a)。

解：取 CD 杆，其为二力构件，简称二力杆，其受力图如图(b)P F 1P 2P取AB梁，其受力图如图(c)CD杆的受力图能否画为图（d）所示？若这样画，梁AB的受力图又如何改动?例1-3不计三铰拱桥的自重与摩擦，画出左、右拱AC，CB的受力图与系统整体受力图。

解：右拱CB为二力构件，其受力图如图（b）所示取左拱AC ,其受力图如图（c）所示系统整体受力图如图（d）所示考虑到左拱AC在三个力作用下平衡，也可按三力平衡汇交定理画出左拱AC的受力图，如图（e）所示此时整体受力图如图（f）所示三、练习不计自重的梯子放在光滑水平地面上，画出梯子、梯子左右两部分与整个系统受力图。

图(a)解：绳子受力图如图（b）所示梯子左边部分受力图如图（c）所示梯子右边部分受力图如图（d）所示整体受力图如图（e）所示四、提问思考：在梯子的左右部分的受力图中，A处所受力的方向能否确定？如何画？绳子对左右两部分梯子均有力作用，为什么在整体受力图没有画出？。

《物体受力分析》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 知识与技能：理解什么是力的概念，掌握物体受力分析的基本方法。

2. 过程与方法：通过实验和案例分析，学会如何对物体进行受力分析。

3. 情感态度价值观：培养严谨的科学态度和探究精神。

二、教学重难点1. 教学重点：物体受力分析的基本方法和步骤。

2. 教学难点：如何正确识别和画出受力图。

三、教学准备准备黑板、粉笔、教学PPT、常见物体（如小球、木块等）及力学工具（如钉子、绳子、钩码等）。

四、教学过程：（一）导入新课1. 复习提问：高中物理所学过的几种基本性质力，如重力、弹力、摩擦力等，让学生回答这些性质力的产生条件、方向、大小。

通过回顾旧知识，使学生对新知识的产生有一定心理准备。

2. 导入新课：物体的运动状态发生变化时，一定受到了外力的作用。

进一步讲解什么是“受力分析”。

简单介绍物体受力分析的重要性。

（二）新课教学1. 受力分析方法讲解：讲解并示范正确的方法步骤，注意：①首先确定研究对象；②正确选取坐标系；③按顺序进行受力分析；④只分析题目中给出的力（包括隐含的力），不人为创造力。

2. 学生操作练习：给出一典型物体（质量分布不均匀，接触面不规则），先讲解分析步骤及注意事项，让学生先练习，再进行交流和讨论。

3. 学生练习和老师辅导：让学生完成教材中的基础训练，有错处可当场辅导改正。

（三）深化理解学生按照上述步骤完成课本例题分析，然后对所选取的受力物体，改变其运动状态（加速度变小），观察受力情况的变化。

这样有利于培养学生的发散性思维和解决问题的能力。

（四）小结提问：物体受力分析应分哪几个步骤？步骤有先后吗？应如何确定坐标系？有哪些方法可以帮助学生进行受力分析？（五）布置作业1. 完成基础训练中的难题。

2. 研究课本上的小实验，尝试做一做。

3. 预习下一节内容。

教学设计方案（第二课时）一、教学目标1. 学生能够根据实际情况进行简单的物体受力分析。

2. 理解力与物体运动状态之间的关系。

§4.52《物体受力分析》（第一课时）班级姓名小组一、学习目标：1、知识与技能：①说出三种力的产生和方向的判断②指出受力分析的基本方法，写出受力分析的基本步骤。

③能正确画出物体受力分析图2．过程与方法：①通过让学生思（独学）培养学生自学能力，通过让学生议（对学、群学）培养学生与人合作的能力，通过组内展示和全班展示培养学生物理语言表达能力。

②通过让学生全班展示物体受力分析过程，培养学生运用科学方法解决实际问题的能力。

感受研究物理问题的科学方法，认识由实践归纳到总结物理规律是研究物理学的基本方法。

3．情感、态度与价值观：①在应用导学案学习的过程中，树立认真的科学态度，实事求是的道德品质，严谨有序的思维习惯。

②通过群学对学班级展示，养成合作意识和乐观向上的品质。

二、重点难点：重点：正确画出物体受力示意图难点：弹力摩擦力有无及其方向的判断漏力多力问题三、导学流程：（一）回顾旧知（3分钟）根据第三章重力弹力摩擦力的学习得出结论：1、重力方向，符号。

弹力产生条件，弹力中的支持力方向，符号；压力方向，符号 ;绳子拉力方向，符号 ;弹簧弹力方向，符号 ;静摩擦力产生条件静摩擦力方向符号 ;滑动摩擦力方向符号 ;导语：受力分析是解决物理问题及其重要的基础，如何正确受力分析？思（15分钟）学生要求：全神贯注浏览课本资料，思考并填写下列问题，发现疑惑记下来；不交流、不提问埋头动笔勾画圈点；下列问题在15分钟内全部解决掉，不在一个问题恋战，对不能解决问题用红笔圈起来，以备讨论展示环节提出求解。

第一层：了解感知：（二）初步学习阅读《精讲精练》79页右下角、80页左上角，初步认识受力分析的定义顺序及方法。

1、把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来，并画出物体所受力的，这个过程就是受力分析。

2、受力分析的一般顺序：3、受力分析的常用方法和隔离法；隔离法的定义:隔离法选用原则：；隔离法注意问题：第二层：深入学习：（一）分析课本83页物体的受力分析第三段内容，看懂受力分析图4.5-9，尝试完成下列案例。

[高一物理教案]物体的受力分析一、教学目标：1．知识目标：（1）认识物体受力分析的一般顺序，。

理解物体受力图。

（2）初步掌握物体受力分析的一般方法，加深对力的概念、常见三种力的认识。

2．思想方法目标：（1）分析和综合的思维方法指导下，认识物体不是孤立的，它与周围物体是相互联系的。

（2）进行逻辑思维的训练，培养思维的条理性和周密性。

二、教学重点、难点点拨：1．对物体进行受力分析，是解决力学问题的关键。

受力分析的方法和步骤是：（1）明确研究对象，即明确分析哪个物体的受力情况；（2）隔离研究对象，将研究对象从周围物体中隔离出来，并分析周围有哪些物体对研究对象施加力的作用；（3）分析受力顺序是：先重力，后弹力和摩擦力。

2．在深化力的概念和物体受力分析的教学中，进行分析综合思维方法的教育，是教学难点３．受力分析时要注意防止“漏力”和“添力”，按顺序进行受力分析是防止“漏力”的最有效的措施。

注意寻找施力物体是防止“添力”的措施之一，同时还要深刻理解“确定研究对象”的含义，以防止把研究对象施于另外物体的力错加在研究对象上。

三、教学方法分析、归纳、总结四、教具幻灯片，投影仪五、教学过程（一）复习旧知识，引入新课力的概念、重力、弹力、摩擦力。

也可以让学生填写复习提纲（提纲复习法），见附录。

（二）进行新课：物体的受力分析１．二力平衡（初中知识）现象的受力分析：⑴灯泡挂在空中保持静止（课本第七页例二）由学生自学解决受力分析过程和画受力图方法。

【教师引导】用二力平衡条件演绎解释课本中的实例和实验，得出有关弹力和摩擦力知识。

例如依据悬绳下重物的平衡，支持面上重物的平衡，推断出悬绳弹力的存在和支持面弹力的存在，推断出弹力的大小和方向。

依据水平支持面上物体拉而不动，或在拉力作用下匀速直线运动的物体，推断出静摩擦力或滑动摩擦力的存在，并判断出它们的大小和方向。

（演绎时力的作用点不作严格要求，在受力物体上即行）小结：①物体受力分析的内容：经过观察分析，将研究对象所受的所有外力，正确地反映在一张图上，叫做物体的受力分析图；②隔离法：一个受力图，只反映一个跟周围其它物体隔离开的物体的受力情况，研究对象施于别的物体的作用力，不能在图中出现，这种分析方法叫隔离法，隔离物就是研究对象。

第一节物体的受力分析与受力图一、脱离体和受力图在力学求解静力平衡问题时，一般首先要分析物体的受力情况，了解物体受到哪些力的作用，其中哪些是已知的，哪些是未知的，这个过程称为对物体进行受力分析。

工程结构中的构件或杆件，一般都是非自由体，它们与周围的物体（包括约束）相互连接在一起，用来承担荷载。

为了分析某一物体的受力情况，往往需要解除限制该物体运动的全部约束，把该物体从与它相联系的周围物体中分离出来，单独画出这个物体的图形，称之为脱离体（或研究对象）。

然后，再将周围各物体对该物体的各个作用力（包括主动力与约束反力）全部用矢量线表示在脱离体上。

这种画有脱离体及其所受的全部作用力的简图，称为物体的受力图。

对物体进行受力分析并画出其受力图，是求解静力学问题的重要步骤。

所以，必须掌握熟练选取脱离体并能正确地分析其受力情况。

二、画受力图的步骤及注意事项1、确定研究对象取脱离体应根据题意的要求，确定研究对象，并单独画出脱离体的简图。

研究对象（脱离体）可以是单个物体、也可以是由若干个物体组成的系统，这要根据具体情况确定。

2、根据已知条件，画出全部主动力。

应注意正确、不漏不缺。

3、根据脱离体原来受到的约束类型，画出相应的约束反力对于柔索约束、光滑接触面、链杆、可动铰支座这类约束，可以根据约束的类型直接画出约束反力的方向；而对于铰链、固定铰支座等约束，经常将其反力用两个相互垂直的分力来表示；对固定支座约束，其反力则用两个相互垂直的分力和一个反力偶来表示。

约束反力不能多画，也不能少画。

如果题意要求明确这些反力的作用线方位和指向时，应当根据约束的具体情况并利用前面的有关公理进行确定。

同时，应注意两个物体之间相互作用的约束力应符合作用力与反作用力公理。

4、要熟练地使用常用的字母和符号标注各个约束反力，注明是由哪一个物体（施力体或约束）施加。

注意要按照原结构图上每一个构件或杆件的尺寸和几何特征作图，以免引起错误或误差。

5、受力图上只画脱离体的简图及其所受的全部外力，不画已被解除的约束。