中职土木工程力学基础教案Word格式文档下载.docx

中职土木工程力学基础教案Word格式文档下载.docx

《中职土木工程力学基础教案Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中职土木工程力学基础教案Word格式文档下载.docx（79页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

本门课程的学习方法，理解基本概念。

教学难点

1、本门课程与其他课程间的关系；

2、本门课程的学习方法。

教学内容及其过程

学生活动

教师导学

一、引入

在我们伟大祖国飞速发展的今天，城乡中无数高楼大厦拨地而起，跨河大桥、高速公路、地下铁路、海底隧道、以及世界著名的2008年奥运会北京主会场—鸟巢等等，现代化的建筑比比皆是。

这些建筑物怎样保证它的安全性呢？

它们的构成、受力有什么共同的特征呢？

二、导学提纲

1.对建筑物的初步认识

（1）建筑物由屋盖、梁、楼板、墙（柱）和基础等组成。

这些单个物体称构件。

（2）构件互相连接、互相支承、合理地构成各种形式的空间体系，称结构。

（3）结构承受力，传递力起骨架作用。

（4）建筑物受的力包括：

自身重力；

人群和设备的重力；

墙承受楼面传来的压力和风力；

屋顶上的积雪重力；

基础承受墙身、柱子传来的压力等等。

（5）在正常情况下，建筑物相对于地球是静止的—平衡状态。

（6）要保证建筑物的安全，结构或构件要有足够的承载力，即足够的强度、刚度和稳定性。

（7）强度是指构件或结构受力后抵抗破坏的能力，即在外力作用下不能发生断裂破坏，就认为是满足强度要求。

（8）刚度是指构件或结构受力后抵抗变形的能力。

（9）稳定性在土木工程上是指构件受力后保持其原有的平衡状态的能力。

2.学习《土木工程力学基础》的重要性

（1）土木工程力学是对建筑物进行力学分析和计算的一门科学，建筑物的设计和施工都离不开它的基本原理。

（2）建筑结构应以最经济的代价，获得最大的承载能力。

三、教师精讲

1.力的概念

力是物体间的相互作用，这种作用引起物体的运动状态发生变化或使物体产生变形。

2.力的三要素

将长方形木块放在桌面上，如果对木块施加的作用力F的大小、方向和位置分别发生变化，效果各会怎样呢？

力的大小、方向和作用点决定了力对物体的作用效果，改变这三个因素中的任一个因素，都会改变力对物体的作用效果。

力的大小、方向和作用点称为力的三要素。

3.平衡的概念

物体的平衡状态，是指物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动的状态。

四、探究与感悟

1、探究：

本门课程的学习方法。

2、感悟：

本门课程的学习对建筑工程中哪些人有用，有何用。

五、布置作业

课本作业：

P26一、1、2

课外作业：

1、通过本内容的学习，你有哪些收获？

还存在哪些困惑？

2、从身边的事物中找出力的相互作用、平衡状态。

让同学来回答怎样保证建筑物的安全性、建筑物的构成受力有哪些特征。

1、自主学习

自学教材、自主完成导学提纲，记录疑点或无法解决的问题，为交流作准备。

2、组内交流

在小组长的组织下，有序开展交流与探讨，共同解决存在的问题，并整理交流的结果。

3、小组展示

各组依次对交流的结果进行展示，并对各组的展示作出补充或评价。

4、自我检测

独立完成，学困生可在同学助学下完成。

5、反思提高

通过探究与感悟，激发求知欲望，提高学习专业的兴趣。

通过引导学生回答问题，并归纳、总结答案，引入课题。

1、布置前置作业

课前精心预设前置作业，（由导学提纲、练一练、探究与感悟组成）组织学生自主学习。

2、巡视导学

巡视课堂，了解情况，对问题与疑点积极引导，适时点拨。

对学困生积极鼓励，并适度助学。

3、点评与精讲

对各组讨论进行点评，对重点内容进行精讲。

4、反馈小结

巡视指导，了解课堂教学效果，对重点内容进行小结。

5、课外拓展

对学有余力的同学要求探究不同的学习方法，并感悟该力学知识在工程中应用，提升学生的能力。

设计意图

本课题教学采用“前置作业导学+精讲”相结合的教学形式，以“自主学习、组内交流、小组展示、自我检测、反思提高”为基本教学环节。

1、实验设计

一张硬纸片，一端固定，另一端放一个砝码。

（1）硬纸片承受不了砝码的重力；

（2）把纸片摺成“冂”形，它可以承受同样砝码的重力了；

（3）把纸片折成“W”形，它不仅可以承受同样砝码的重力，而且变形很小。

通过这个小实验告诉我们，建筑结构应以最经济的代价，获得最大的承载能力。

提高构件或结构的承载能力，并不意味着只有增大横截面尺寸才能达到。

否则一味追求选用优质材料或过大的横截面就会造成浪费。

要解决土木工程上经济与安全的矛盾，就应依靠土木工程力学提供基础理论。

实验的设计，充分体现“做中学”、“做中教”的理念。

2、前置作业

课前精心预设由导学提纲、探究与感悟组成的前置作业，是为了培养学生自主学习能力，彰显学生为主体，教师为主导的思想，实现“先学后教（导）、以学定教”的教改理念。

考虑到当前中职学生的学习现状，教师在引导的基础上，应积极鼓励学生大胆交流与展示，重视课中动态生成。

对于重点内容，教师应精讲，确保课堂教学效果。

3、探究与感悟

为较高要求，对不同的学生可设置定性分析与定量计算两个层次要求，达到课后反思提高的目的。

探究问题的设计，主要为了通过探究更好的学习方法，实现节约时间，效益最大化。

感悟问题的设计，主要为了突出工程应用，提高学生解决工程实际问题的能力，增强安全生产的意识。

1.2静力学公理

1、理解静力学基本公理；

2、应用公理理解生活中、建筑工程中力的关系。

1、通过设计实验，把抽象的力转化为摸得着、看得到的很形象的力，易于学生理解、吸收所学知识；

2、探究作用力与反作用力在生活、建筑工程中的应用。

1、通过探究二力平衡公理、作用力与反作用力公理的区别，培养一丝不苟的工作态度；

2、通过分析公理在工程中的应用，增强安全生产的意识。

静力学公理的理解。

1、二力平衡公理与作用力与反作用力公理的区别；

2、加减平衡力学公理的理解与应用。

杂技演员头顶大缸，就像缸粘在头顶上一样，这时缸处于平衡状态。

缸受到哪些力的作用？

为什么会处于平衡状态呢？

1.二力平衡公理

作用在同一个物体上的两个力，使该物体处于平衡状态的必要和充分条件是：

这两个力大小相等、方向相反，作用在同一条直线上。

[做一做]用手指勾住圆珠笔的卡子，如图所示，看看怎样才能平衡，为什么？

答：

只要保持手对笔的支持力与笔的重力作用线在同一直线上就能保持平衡，符合二力平衡公理。

2.作用与反作用公理

两个物体间的作用力和反作用力总是同时存在，它们大小相等，方向相反，沿同一条直线，分别作用在两个物体上。

[做一做]请两位同学各手拿一弹簧秤，把两秤搭连后向相反的方向拉（如图），A弹簧秤显示甲拉乙的力，B弹簧秤显示乙拉甲的力，我们会看到A、B两秤显示的数值始终相同。

[边讲边做]有一位小朋友在地面上骑独轮车，处于平衡状态（如图），轮子对地面有一个作用力F′N，而地面对轮子同时也有一个作用力FN。

力F′N和FN的大小，方向，沿同一直线，分别作用在地面和轮子上，FN与F′N是一对，如图所示。

轮子上作用着两个力W和FN（如图），W是小朋友和独轮车的重力，FN是地面对轮子的作用力，因轮子在竖直方向处于平衡状态，故作用在轮子上的两个力W和FN是一对。

3．平行四边形法则

作用于物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，合力的作用点也在该点，合力的大小和方向用以两分力为邻边所构成的平行四边形的对角线表示。

如图所示，设两个力F1和F2作用于物体上的同一点A，它们的合力用以线段AB、AC为邻边的平行四边形的对角线AD确定，FR就是F1、F2的合力。

[应用实例]两队人在泥泞的道路两边同时拉陷在泥里的汽车（如图），作用在汽车上的两股力形成一个合力，使汽车产生运动。

合力的大小和方向由两股分力的大小和方向依据平行四边形法则确定。

4．加减平衡力系公理

在作用于某物体（不考虑变形）的力系中，加入或减去一个平衡力系，并不改变原力系对物体的作用效果。

5．力的可传原理

作用在物体上的力可沿其作用线移到物体的任一点，而不改变该力对物体的作用效果。

1）缸无论出于何种位置，都受到两个力的作用，即自身的重力W，及杂技演员头顶对他的支持力FN。

2）只要保持支持力FN与重力W在一条直线上，就能保持缸处于平衡状态，即不从演员的头上掉下来。

如图所示三角架中的直杆BC（杆的重力略去不计），连接两个力作用点的直线为二力的作用线，这二力必等值、反向，否则构件无法保持平衡。

二力杆：

工程上将结构中仅受二力作用而处于平衡状态的杆件称为二力构件或二力杆。

如

图所示，火箭升空时向下喷射出强大的气流，汽艇前进时螺旋桨往后推水，墨鱼要前进就需要向后喷水，这都是为什么呢？

因为力是物体间的相互作用，那么在甲物体对乙物体作用一个力的同时，乙物体必然也有一个反作用力作用在甲物体上。

火箭靠向下喷气产生的反作用力而升空，汽艇靠向后推水产生的反作用力而前进，墨鱼靠向后喷水产生的反作用力使自身产生向前的运动。

3.平行四边形法则

重量为W的物体，用一根绳悬挂（如图）或者用两根绳悬挂（如图），都能使物体处于平衡状态。

因此，一个力FR对物体的作用，相当于两个力F1、F2共同对物体的作用。

人们把力FR称为力F1、F2的合力，而力F1、F2为力FR的两个分力。

一个平衡力系作用在物体上，对物体的运动状态是没有影响的，所以在原来作用于物体的力系中加入或减去一个平衡力系，物体的运动状态不会改变，即新力系与原来力系对物体的作用效果相同。

5.力的可传原理

如图所示，用同样大小的力推车和拉车，对车的运动效果是否相同？

用推力F作用于小车的A点，如图所示。

在力F的作用线上任取一点B，并在A、B两点上分别加上等值、反向、共线的力F2、F1（如图），且使F1=F2=F，由于增加的F2和F1是一个平衡力系，所以图b中的三个力和图a中的一个力等效。

而作用于A点的力F和F2也是一个平衡力系，把它们去掉，只剩下作用于B点的F1（如图），所以力F1和力F等效。

这样就把作用在A点的力F沿其作用线移到了B点。

力可沿其作用线移动的性质，使得推车和拉车的效果相同。

四、练一练

地面上放有A、B两个箱子，A箱放在B箱的正上方，分析A、B箱子及地面的受力，请从中找出哪些力属于二力