60课时工程力学教案.docx

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60课时工程力学教案

工程力学

第一讲、绪　　论

一、教学目标与要求

1、使学生了解课程的性质、任务和研究对象，了解其基本发展历史；

2、建立工程力学、构件的强度、刚度、稳定性等基本概念

3、了解材料力学的基本概念。

二、重点及难点

重点是工程力学的主要研究内容；理论力学和材料力学的不同。

难点是使学生了解如何学习本门课程。

三、教学内容、方法手段、时间安排及板书设计

1、采用多媒体授课，教学内容、及板书设计见讲义及多媒体课件

2、方法手段：

以讲授为主，辅以举例

3、时间安排：

工程力学的发展历史--------------------------20分钟

工程力学的主要研究内容---------------------50分钟

静力学的主要概念---------------------------20分钟

四、教学小结、复习思考题及作业题、课外学习任务及要求

1、小结：

工程力学的主要研究内容

2、作业：

基本概念的理解。

第二讲、第一章静力学基本知识

一、教学目标与要求

1、使学生掌握静力学的基本概念和相关的基本内容。

2、要求学生掌握静力学的基本原理。

3、使学生能够利用静力学的基本知识解决一些实际问题。

二、重点及难点

重点讲静力学的基本概念、基本内容和工程力学的关系。

难点是使学生将静力学的基本概念和静力学的基本原理结合起来解决实际力学问题。

三、教学内容、方法手段、时间安排及板书设计

1、采用多媒体授课，教学内容、及板书设计见讲义及多媒体课件。

2、方法手段：

注意启发式教学、理论联系实际。

3、时间安排：

静力学的基本概念-----------------------30分钟

静力学的基本原理-----------------------30分钟

静力学基本概念和基本原理的应用-------30分钟

四、教学小结、复习思考题及作业题、课外学习任务及要求

1、小结：

静力学的基本概念-力、力偶、力矩

基本原理-定理、公理、推论

2、作业：

第三讲、第一章静力学基本知识

一、教学目标与要求

1、理解约束的概念，熟悉约束和约束反力及约束反力的特点。

2、使学生掌握常见工程约束的力学模型，并与实际例子相结合。

3、使学生掌握力学模型的受力分析，学会受力分析，画受力图。

二、重点及难点

重点是约束反力的概念和受力分析，使学生熟悉受力分析的基本方法和步骤；

难点是对物体建立力学模型并进行受力分析。

三、教学内容、方法手段、时间安排及板书设计

1、采用多媒体授课，教学内容、及板书设计见讲义及多媒体课件。

2、方法手段：

注意启发式教学、理论联系实际。

3、时间安排：

约束和约束反力----------------------------20分钟

工程约束的力学模型-----------------------30分钟

受力分析-受力图-------------------------40分钟

四、教学小结、复习思考题及作业题、课外学习任务及要求

1、小结：

约束和约束反力的概念，怎样进行受力分析。

2、作业：

第四讲、第二章力系的简化与平衡

一、教学目标与要求

1、使学生掌握平面特殊力系的简化问题；

2、使学生清楚地了解平面任意力系的简化问题；

3、熟悉空间任意力系的简化问题。

二、重点及难点

重点讲解平面特殊力系的简化问题，使学生了解其基本思想和方法。

难点是空间任意力系的简化问题，通过不同的例题向学生展示简化的步骤和方法。

三、教学内容、方法手段、时间安排及板书设计

1、采用多媒体授课，教学内容、及板书设计见讲义及多媒体课件。

2、方法手段：

注意启发式教学、理论联系实际。

3、时间安排：

1、使学生掌握平面特殊力系的简化问题-------40分钟

2、使学生清楚地了解平面任意力系的简化问题-30分钟

3、熟悉空间任意力系的简化问题-------------20分钟

四、教学小结、复习思考题及作业题、课外学习任务及要求

1、小结：

如何对平面特殊力系进行简化；

平面任意力系的简化

2、作业：

第五讲、第二章力系的简化与平衡

一、教学目标与要求

1、目的是使学生掌握平面任意力系的平衡方程；

2、要求学生熟悉平面任意力系的平衡问题，掌握对平面任意力系平衡问题的解法；

3、使学生学会考虑有摩擦时的平衡问题，学会考虑摩擦。

二、重点及难点

重点掌握平面任意力系的平衡方程和平衡问题；

难点是使学生学会考虑有摩擦时的平衡问题。

三、教学内容、方法手段、时间安排及板书设计

1、采用多媒体授课，教学内容、及板书设计见讲义及多媒体课件。

2、方法手段：

注意启发式教学、理论联系实际。

3、时间安排：

平面任意力系的平衡方程-----------------40分钟

平面任意力系的平衡问题-----------------30分钟

有摩擦时的平衡问题。

-------------------20分钟

四、教学小结、复习思考题及作业题、课外学习任务及要求

1、小结：

平面任意力系和特殊力系的平衡问题。

摩擦对平衡问题的解法。

2、作业：

第六讲、第二章力系的简化与平衡

一、教学目标与要求

1、目的是使学生掌握空间力系的平衡方程；

2、要求学生熟悉空间任意力系的平衡问题，掌握对空间任意力系平衡问题的解法；

3、使学生学会考虑重心与形心，掌握重心与形心的求解方法。

二、重点及难点

重点掌握空间任意力系的平衡方程和平衡问题；

难点是使学生学会考虑重心与形心问题。

三、教学内容、方法手段、时间安排及板书设计

1、采用多媒体授课，教学内容、及板书设计见讲义及多媒体课件。

2、方法手段：

注意启发式教学、理论联系实际。

3、时间安排：

空间任意力系的平衡方程-----------------40分钟

空间任意力系的平衡问题-----------------30分钟

重心与形心的求解-------------------20分钟

四、教学小结、复习思考题及作业题、课外学习任务及要求

1、小结：

空间任意力系和特殊力系的平衡问题。

重心与形心的解法。

2、作业：

第七讲、第二章力系的简化与平衡

一、教学目标与要求

1、目的是使学生掌握空间力系的平衡方程；

2、要求学生熟悉空间任意力系的平衡问题，掌握对空间任意力系平衡问题的解法；

3、使学生学会考虑重心与形心，掌握重心与形心的求解方法。

二、重点及难点

重点掌握空间任意力系的平衡方程和平衡问题；

难点是使学生学会考虑重心与形心问题。

三、教学内容、方法手段、时间安排及板书设计

1、采用多媒体授课，教学内容、及板书设计见讲义及多媒体课件。

2、方法手段：

注意启发式教学、理论联系实际。

3、时间安排：

空间任意力系的平衡方程-----------------40分钟

空间任意力系的平衡问题-----------------30分钟

重心与形心的求解-------------------20分钟

四、教学小结、复习思考题及作业题、课外学习任务及要求

1、小结：

空间任意力系和特殊力系的平衡问题。

重心与形心的解法。

2、作业：

第八讲、第三章点的合成运动

一、教学目标与要求

1、使学生熟悉点的速度合成定理，学会对点的速度进行合成；

2、是学生了解牵连运动为平动时点的加速度合成定理，并能够对牵连运动为平动时点的加速度进行合成。

3、要求学生学会画矢量图，对速度、加速度进行分析。

二、重点及难点

重点掌握点的速度合成定理和点的加速度合成定理，通过不同方法向学生展示该方法的基本思路；

难点是速度、加速度矢量图，通过举例使学生更好地了解其相关步骤。

三、教学内容、方法手段、时间安排及板书设计

1、采用多媒体授课，教学内容、及板书设计见讲义及多媒体课件。

2、方法手段：

注意启发式教学、理论联系实际。

3、时间安排：

点的速度合成定理---------------------------40分钟

点的加速度合成定理-------------------------50分钟

四、教学小结、复习思考题及作业题、课外学习任务及要求

1、小结：

点的速度合成定理

点的加速度合成定理

2、作业：

第九讲、第三章点的合成运动

一、教学目标与要求

1、使学生熟悉牵连运动为转动时点的加速度合成定理，明白其基本步骤；

2、是学生了解牵连运动为转动时点的加速度合成矢量图画法。

二、重点及难点

重点掌握牵连运动为转动时点的加速度合成定理和点的加速度合成定理；

难点是加速度矢量图，使学生通过例题更好地了解其相关方法和步骤。

三、教学内容、方法手段、时间安排及板书设计

1、采用多媒体授课，教学内容、及板书设计见讲义及多媒体课件。

2、方法手段：

注意启发式教学、理论联系实际。

3、时间安排：

牵连运动为转动时点的加速度合成定理-------45分钟

牵连运动为转动时点的加速度合成矢量图-----45分钟

四、教学小结、复习思考题及作业题、课外学习任务及要求

1、小结：

牵连运动为转动时点的加速度合成定理

2、作业：

第十讲、第四章刚体的平面运动

一、教学目标与要求

1、使学生熟悉刚体的平面运动；

2、使学生了解并掌握平面图形内各点的速度；

3、使学生了解并熟悉平面图形内各点的加速度。

4、通过本章的讲解使学生学会对平面图形内各点的运动状态和速度等进行相关分析。

二、重点及难点

重点使学生了解刚体的平面运动并学会对片面图形内各点的速度、加速度进行分析。

难点是将所学的刚体平面运动知识进行相关问题的求解。

三、教学内容、方法手段、时间安排及板书设计

1、采用多媒体授课，教学内容、及板书设计见讲义及多媒体课件。

2、方法手段：

注意启发式教学、理论联系实际。

3、时间安排：

刚体的平面运动-----------------------------20分钟

平面图形内各点的速度-----------------------45分钟

平面图形内各点的加速度--------------------25分钟

四、教学小结、复习思考题及作业题、课外学习任务及要求

1、小结：

刚体的平面运动

2、作业：

第十一讲、第五章动力学普遍定理的综合运用

一、教学目标与要求

1、目的是使学生了解刚体的平面运动微分方程；

2、使学生掌握动力学普遍定理的综合运用，学会运用动力学普遍定理对实际问题进行相关求解。

二、重点及难点

重点掌握刚体的平面运动微分方程，熟悉平面运动的合成与分解；

难点是动力学普遍定理的综合运用；学会用动力学普遍定理进行分析和求解。

三、教学内容、方法手段、时间安排及板书设计

1、采用多媒体授课，教学内容、及板书设计见讲义及多媒体课件。

2、方法手段：

注意启发式教学、理论联系实际。

3、时间安排：

刚体的平面运动微分方程---------------------45分钟

动力学普遍定理的综合运用-------------------45分钟

四、教学小结、复习思考题及作业题、课外学习任务及要求

1、小结：

刚体的平面运动微分方程

动力学普遍定理的综合运用

2、作业：

第十二讲、第六章分析力学基础

一、教学目标与要求

1、目的使学生们了解达朗伯原理，并能与实际的问题进行关联。

2、使同学们了解虚位移原理，并能与实际的问题进行关联。

二、重点及难点

重点使学生们了解达朗伯原理和虚位移原理；

难点达朗伯原理和虚位移原理的内涵及应用。

三、教学内容、方法手段、时间安排及板书设计

1、采用多媒体授课，教学内容、及板书设计见讲义及多媒体课件。

2、方法手段：

注意启发式教学、理论联系实际。

3、时间安排：

达朗伯原理-------------------------------45分钟

虚位移原理-------------------------------45分钟

四、教学小结、复习思考题及作业题、课外学习任务及要求

1、小结

达朗伯原理

虚位移原理

2、作业：

第十三讲、第六章分析力学基础

一、教学目标与要求

1、目的使学生们了广义坐标和自由度的概念及分析力学其他相关概念；

2、使同学们了拉格朗日方程，熟悉该方程的应用。

二、重点及难点

重点使学生们了解拉格朗日方程，知道拉格朗日方程的相关应用方向；

难点拉格朗日方程的应用，将其和实际问题更好地结合。

三、教学内容、方法手段、时间安排及板书设计

1、采用多媒体授课，教学内容、及板书设计见讲义及多媒体课件。

2、方法手段：

注意启发式教学、理论联系实际。

3、时间安排：

广义坐标和自由度---------------------------35分钟

拉格朗日方程-------------------------------55分钟

四、教学小结、复习思考题及作业题、课外学习任务及要求

1、小结

广义坐标和自由度

拉格朗日方程

2、作业：

第十四讲、材料力学概述

一、教学目标与要求

1、使学生了解课程的性质、任务和研究对象；

2、建立构件的强度、刚度、稳定性等基本概念；建立变形固体概念，理解并牢记其基本假设；

3、了解材料弹性变形和塑性变形的基本特征；了解杆件的基本变形形式。

二、重点及难点

重点是强度、刚度、稳定性的概念；变形固体的基本假设。

难点是变形与应变的概念和理解。

三、教学内容、方法手段、时间安排及板书设计

1、采用多媒体授课，教学内容、及板书设计见讲义及多媒体课件。

2、方法手段：

注意启发式教学、理论联系实际。

3、时间安排：

材料力学的任务、强度、刚度、稳定性的概念--40分钟

变形固体的基本假设--------------------------20分钟

内力、截面法和应力的概念-------------------30分钟

四、教学小结、复习思考题及作业题、课外学习任务及要求

1、小结：

强度、刚度、稳定性的理解，杆件变形的基本形式，变形与应变的表示方式。

2、作业：

基本概念的理解。

第十五讲、第七章轴向拉伸与压缩

一、教学目标与要求

1、目的是轴向拉（压）杆件的强度、变形和刚度计算问题，也为求解拉（压）超静定问题作准备。

2、要求学生建立轴向拉伸或压缩变形的概念，直杆产生轴向拉（压）的力学条件。

3、熟练掌握轴力计算和轴力图的绘制；清楚地了解轴向拉（压）变形的特点和确定横截面上正应力分布规律的依据。

二、重点及难点

重点讲解轴向拉（压）杆内力、应力和应变以及强度计算的概念。

难点是轴向拉（压）变形的特点和确定横截面上正应力分布规律的依据。

三、教学内容、方法手段、时间安排及板书设计

1、采用多媒体授课，教学内容、及板书设计见讲义及多媒体课件。

2、方法手段：

注意启发式教学、理论联系实际。

3、时间安排：

拉伸与压缩的概念和实例---------------------20分钟

横截面上的应力和内力-----------------------40分钟

斜截面上的应力-----------------------------30分钟

四、教学小结、复习思考题及作业题、课外学习任务及要求

1、小结：

横截面和斜截面上的应力计算对比分析。

2、作业：

第十六讲、第七章轴向拉伸与压缩

一、教学目标与要求

1、理解建立强度条件的理念，准确地判断危险截面，并能灵活地运用强度条件求解拉（压）强度方面的三类问题。

2、深入理解计算轴向拉（压）杆件两个方向变形的基本公式-虎克定律和泊松比的物理意义、应用范围，掌握虎克定律推广应用的方法，掌握材料在单向应力状态的虎克定律及其物理意义，熟练计算轴向拉（压）杆件的变形和位移。

二、重点及难点

重点是应力与应变的关系及材料在拉伸与压缩时的力学性能（Mechanicalproperties）。

难点是用截面法求解拉（压）杆内力。

三、教学内容、方法手段、时间安排及板书设计

1、采用多媒体授课，教学内容、及板书设计见讲义及多媒体课件。

2、方法手段：

注意启发式教学、理论联系实际。

3、时间安排：

材料拉伸时的力学性能-----------------------50分钟

材料拉伸时的力学性能-----------------------10分钟

失效、安全因素和强度计算------------------30分钟

四、教学小结、复习思考题及作业题、课外学习任务及要求

1、小结：

材料拉伸时的力学性能，失效、安全因素和强度计算的方法和步骤。

2、作业：

第十七讲、第七章轴向拉伸与压缩

一、教学目标与要求

1、掌握材料轴向拉（压）力学性质的实验测量方法，懂得低碳钢和铸铁的“应力-应变”曲线的特点、意义及工程应用。

2、清楚地了解塑性材料和脆性材料的力学性能及其差别。

建立应力集中的概念。

二、重点及难点

重点讲解轴向拉（压）杆内力、应力和应变以及强度计算的概念。

难点是轴向拉（压）变形的特点和确定横截面上正应力分布规律的依据。

三、教学内容、方法手段、时间安排及板书设计

1、采用多媒体授课，教学内容、及板书设计见讲义及多媒体课件。

2、方法手段：

注意启发式教学、理论联系实际。

3、时间安排：

拉伸与压缩时的变形---------------------40分钟

应力集中的概念-------------------------10分钟

剪切和挤压的实用计算-------------------40分钟

四、教学小结、复习思考题及作业题、课外学习任务及要求

1、小结：

剪切与挤压的实用计算方法和对比分析。

2、作业：

第十八讲、第七章轴向拉伸与压缩

一、教学目标与要求

1、掌握常用材料的拉、压机械性能，学会利用材料力学知识选择相应的材料；

2、使学生对材料及其性能有一个深入的认识，并熟悉几个常用材料的性能。

二、重点及难点

重点讲解常用材料的拉、压机械性能，学会利用材料力学知识选择相应的材料；

难点是对不同材料的选取方法。

三、教学内容、方法手段、时间安排及板书设计

1、采用多媒体授课，教学内容、及板书设计见讲义及多媒体课件。

2、方法手段：

注意启发式教学、理论联系实际。

3、时间安排：

常用材料的拉、压机械性能-------------------40分钟

利用材料力学知识选择相应的材料------------30分钟

对材料及其性能深入认识---------------------20分钟

四、教学小结、复习思考题及作业题、课外学习任务及要求

1、小结：

常用材料的拉、压机械性能

2、作业：

第十九讲、第八章轴的扭转

一、教学目标与要求

1、目的是掌握轴扭转强度、扭转变形和扭转刚度的计算，也为求解扭转超静定问题作准备。

2、要求学生建立扭转变形的概念；掌握传动轴的外力偶矩的计算,扭矩计算及扭矩图的绘制；掌握圆轴扭转变形的特点。

3、明了建立圆轴扭转横截面上切应力计算公式时所需要的三个关系：

变形几何关系、物理关系和静力关系，这是材料力学中的三个最基本的关系，是材料力学研究问题的依据。

二、重点及难点

重点掌握圆轴扭转时外力偶矩的计算、扭矩和扭矩图的绘制；难点是切应力互等定律及纯剪切的概念。

三、教学内容、方法手段、时间安排及板书设计

1、采用多媒体授课，教学内容、及板书设计见讲义及多媒体课件。

2、方法手段：

注意启发式教学、理论联系实际。

3、时间安排：

扭转的概念和实例----------------------------20分钟

外力偶矩的计算，扭矩和扭矩图---------------40分钟

纯剪切--------------------------------------30分钟

四、教学小结、复习思考题及作业题、课外学习任务及要求

1、小结：

切应力互等定律及纯剪切的概念和实例。

2、作业：

第二十讲、第八章轴的扭转

一、教学目标与要求

1、熟练掌握横截面上扭转切应力的分布规律和任一点切应力的计算公式；会判断扭转问题的危险截面、危险点,并能熟练地运用强度、刚度条件求解扭转强度和刚度方面的三类问题。

等直圆杆扭转时横截面上切应力的分布规律及任一点切应力的计算，扭转变形的计算；危险截面和危险点的判断，扭转强度、刚度方面三类问题的求解。

2、学习方法上应注意将本章的内容、公式及研究方法与轴向拉（压）一章相比较,把握规律,加深理解,融会贯通。

二、重点及难点

重点掌握圆轴扭转时的应力和变形计算、强度和刚度条件；难点是等直圆杆扭转时的强度和刚度条件。

三、教学内容、方法手段、时间安排及板书设计

1、采用多媒体授课，教学内容、及板书设计见讲义及多媒体课件。

2、方法手段：

注意启发式教学、理论联系实际。

3、时间安排：

圆轴扭转时的应力--------------------------50分钟

圆轴扭转时的变形--------------------------40分钟

四、教学小结、复习思考题及作业题、课外学习任务及要求

1、小结：

等直圆杆扭转时的强度和刚度条件。

2、作业：

第二十一讲、第九章梁的弯曲

一、教学目标与要求

1、目的是使学生了解梁的弯曲，了解本章的主要内容；

2、使学生学会画梁的计算简图，学会对梁的受力状态做好相关分析。

3、使学生熟悉梁的剪力和弯矩。

4、使学生熟悉剪力方程、弯矩方程、剪力图和弯矩图。

二、重点及难点

重点掌握梁的计算简图，熟悉梁的剪力和弯矩等基本概念；

难点是剪力方程、弯矩方程、剪力图和弯矩图。

三、教学内容、方法手段、时间安排及板书设计

1、采用多媒体授课，教学内容、及板书设计见讲义及多媒体课件。

2、方法手段：

注意启发式教学、理论联系实际。

3、时间安排：

梁的弯曲概述--------------------------------10分钟

梁的计算简图--------------------------------20分钟

梁的剪力和弯矩------------------------------30分钟

剪力方程、弯矩方程、剪力图和弯矩图--------30分钟

四、教学小结、复习思考题及作业题、课外学习任务及要求

1、小结：

梁的弯矩和剪力等基本概念

剪力方程、弯矩方程、剪力图和弯矩图

2、作业：

第二十二讲、第九章梁的弯曲

一、教学目标与要求

1、使学生掌握梁的弯矩、剪力和载荷集度的微分关系，熟悉三者之间的一些基本规律。

2、使学生掌握梁的弯矩、剪力和载荷集度的积分关系，熟悉三者之间的一些基本规律。

二、重点及难点

重点是使学生掌握梁的弯矩、剪力和载荷集度的微分关系和积分关系；

难点是通过基本关系的讲解使学生学会对物体的受力进行相关分析。

三、教学内容、方法手段、时间安排及板书设计

1、采用多媒体授课，教学内容、及板书设计见讲义及多媒体课件。

2、方法手段：

注意启发式教学、理论联系实际。

3、时间安排：

弯矩、剪力和载荷集度的微分关系-------------30分钟

弯矩、剪力和载荷集度的积分关系-------------30分钟

弯矩、剪力和载荷集度的关系的基本规律-----30分钟

四、教学小结、复习思考题及作业题、课外学习任务及要求

1、小结：

弯矩、剪力和载荷集度的微分关系

弯矩、剪力和载荷集度的积分关系

2、作业：

第二十三讲、第九章梁的弯曲

一、教学目标与要求

1、使学生熟悉梁纯弯曲时的正