《工程力学》教案2016～2017学年第2 学期学院名称：机械学院授课专业：16级机械全部专业14五年机械全部专业课程名称：工程力学主讲教师：***山东凯文科技职业学院教务处制备注：一、教案和讲稿的区别1．讲稿，所承载的是知识信息。

教案，所承载的是课堂教学的组织管理信息。

2．讲稿的思路形成，受教学过程的知识逻辑支配，而教案的思路形成，受教学过程的管理逻辑支配。

3．讲稿与教案，二者是决定与被决定的关系。

4．在内容上，讲稿涉及的是知识性和能力开发项目，教案涉及的是组织性项目。

5．在表现形式上，讲稿篇幅较长，是课程教学内容和教师个人观点的浓缩或延伸；教案篇幅较短。

二、教学反思所谓教学反思，是指教师对教育教学实践的再认识、再思考，并以此来总结经验教训，进一步提高教育教学水平。

教学反思一直以来是教师提高个人业务水平的一种有效手段，教育上有成就的大家一直非常重视之。

现在很多教师会从自己的教育实践中来反观自己的得失，通过教育案例、教育故事、或教育心得等来提高教学反思的质量。

山东凯文科技职业学院教案首页山东凯文科技职业学院课时教案山东凯文科技职业学院教案附页质点是指具有一定质量而形状与大小可以忽略不计的物体。

4.力系的概念力系是指作用于物体上的一群力。

5.平衡的概念平衡是指物体相对于惯性参考系保持静止或做匀速直线运动。

静力学公理公理一二力平衡公理公理二加减平衡力系公理推论1力的可传性原理公理三力的平行四边形法则推论2三力平衡汇交定理公理四作用与反作用公理在讲公理的过程中涉及到学生高中物理中的部分知识要加以联系，并在讲解的过程中进行推论证明。

40min力的投影1.力在直角坐标轴上的投影2.合力投影定理引导学生通过观察图推导出：cossinxyF FF Fαα==引导学生总结出合力投影定理：121....nx x x nx ixiR F F F F==++=∑121...ny y y ny iyiR F F F Y==+++=∑25min小结静力学是研究物体的平衡问题的科学。

主要讨论作用在物体上的力系的简化和平衡两大问题。

其中刚体和静力学公里时静力学的基础，后续的讲课与例题中都会应用到。

作业：课后习题1.2、1.35min教学反思山东凯文科技职业学院教案附页板书：一、课程总论1、工程力学课程简介2、工程力学的学科简介二、静力学基础1、静力学中的基本概念（1）理想模型——刚体（2）力的概念、三要素、质点、力系、平衡2、静力学公理1、四个公理：2、两个推论：三、小结四、作业山东凯文科技职业学院课时教案教学方法及手段教学方法：讲授法、启发式教学法、案例分析法教学手段：板书、多媒体教学准备需找受力分析的例题和力偶的实例图片和视频供课上讲解使用。

山东凯文科技职业学院教案附页教学过程教学内容及教师活动学生活动时间分配回顾引新课 1.对上次课学过的知识进行提问力和力系的概念质点的概念2.导入：同学们用过扳手吗？怎样才能更加轻松的把螺母拧下来呢？对旧知识进行总结巩固，为掌握新知识做好铺垫。

10min力对点之矩 1.力矩的概念mo(F)＝±Fd规定：力使物体绕矩心逆时针方向转动时，力矩为正，反之为负。

力矩的性质2.合力矩定理合力对某点的矩等于各个分力对该点矩的代数和学生已经学过力矩的概念，所以对力矩不陌生，在联系生活实际中用扳手操作这一实例，很快就能掌握力矩的概念和表示方法。

从而掌握力矩的性质。

35min力偶 1.力偶，力偶矩在力学中把这样一对等值、反向而不共线的平行力称为力偶，用符号 ( F ,F′)表示。

让学生联系实际，开车的时候，拧水龙头的时候都是有力偶的存在，引出力偶的概念。

20min2.力偶的性质推论 1 力偶可在其作用面内任意移动和转动，而不会改变它对物体的效应。

推论 2 只要保持力偶矩不变，可同时改变力偶中力的大小和力偶臂的长度，而不会改变它对物体的作用效应。

约束力与约束反力1.柔性约束2.光滑接触面约束3.光滑铰链约束4.固定铰支座5.辊轴支座通过对生活中的实力比如小鸟、飞机、汽车、火车等让学生分清楚什么是自由体，什么是非自由体，从而知道非自由体是受到了约束。

引出新内容，并让学生联系画各种情况的约束反力。

30min6.链杆约束7.固定端约束物体的受力分析与受力图静力学问题大多是受一定约束的非自由刚体的平衡问题，解决此类问题的关键是找出主动力与约束反力之间的关系。

因此，必须对物体的受力情况作全面的分析，即物体的受力分析，它是力学计算的前提和关键。

物体的受力分析包含两个步骤：一是把该物体从与它相联系的周围物体中分离出来，解除全部约束，单独画出该物体的图形，称为取分离体。

二是在分离体上画出全部主动力和约束反力，这称为画受力图。

例题1-4到1-7。

结合学生高中物理中的受力分析让学生自己先进行受力分析，然后讲解。

35min山东凯文科技职业学院教案附页板书：一、力对点之矩1、力矩的概念和表示方法2、合力矩定理二、力偶1、力偶、力偶矩2、力偶的性质与推论三、约束与约束力1、自由体与非自由体2、工程实际中常见的几种约束类型及其约束反力：柔性约束光滑接触面约束铰链约束固定端约束四、受力分析与受力图1、受力分析包含两个步骤：（1）取分离体（2）在分离体上画全部主动力和约束反力2、例题讲解山东凯文科技职业学院课 时 教 案山东凯文科技职业学院教案附页教学 过程教学内容及教师活动学生活动时间 分配回顾引新课1.对上次课学过的知识进行提问 约束和约束反力的概念； 几种约束的性质和约束力的画法；物体的受力分析与受力图的步骤。

2.导入：同学们观察上节课我们做的这个受力分析图（课件展示），所有的力延长作用线后会怎样呢？ 对旧知识进行总结巩固，为掌握新知识做好铺垫。

观察课件上的图，得出平面汇交力系的概念。

10min平面汇交力系合成与平衡的解析法1.平面汇交力系⎭⎬⎫=±==±=βαcos cos F ab Y F ab X首先给学生画图左边的图，让学生自己求解力在坐标轴上的投影，这是学生以前学过的知识，学生很容易就能求出。

根据高中知识，学生知道力平衡的条件就是合力为0，不难知道平面汇交力系平衡的解析条件也是合力为035min教学方法及手段教学方法：讲授法、启发式教学法、案例分析法教学手段： 板书、多媒体教学准备 需找平面力系的的例题供课上讲解使用。

⎪⎭⎪⎬⎫=+=F X Y X F αcos 222.合力投影定理3.平面汇交力系合成的解析法⎪⎭⎪⎬⎫∑==∑+∑=+=RR R F X F X Y X Y X F αcos )()(22224.平面汇交力系平衡的解析条件 即FR ＝0。

要使FR ＝0，须有 ΣX=0，ΣY=0 力系中各力在力系所在平面内两个相交轴上投影的代数和同时为零。

平面力偶系的合成与平衡1.平面力偶系的合成 m1＝F1•d1， m2＝F2•d2， m3＝－F3•d3，M ＝m1＋m2＋…＋mn ＝Σm 2.平面力偶系的平衡条件平面力偶系平衡的必要与充分条件：平面力偶系中所有各力偶的力偶矩的代数和等于零。

即Σm ＝0根据之前学过的平衡条件下合力为0，合力矩为0，可以得到平面力偶系的平衡条件是合力偶矩为030min平面任意力系1.力的平移定理学生已经学过力偶的概念，所以对力的平移定理理解起来更容易，力的平的简化应该注意，力的平移定理只适用于刚体，而不适用于变形体，并且只能在同一刚体上平行移动。

2.平面任意力系向作用面内任意一点简化RO＝F1′+ F2′+…+Fn′＝F1 +F2 +…+Fn＝ΣF＝R′，R′称为该力系的主矢，它等于原力系各力的矢量和，与简化中心的位置无关。

MO＝mO1+mO2+…+ mOn＝mo(F1)+mo(F2) +…mo(Fn)＝ΣmO（F）结论：平面任意力系向作用面内任一点简化，可得一力和一个力偶（图5－4c）。

这个力的作用线过简化中心，其力矢等于原力系的主矢；这个力偶的矩等于原力系对简化中心的主矩。

3.合力矩定理移定理表明，可以将一个力分解为一个力和一个力偶；反过来，也可以将同一平面内一一个力和一个力偶合成为一个力。

45min山东凯文科技职业学院教案附页板书：平面汇交力系及平面力偶系的合成与平衡一、平面汇交力系合成与平衡的几何法1.平面汇交力系合成的几何法2.平面汇交力系平衡的几何条件二、平面汇交力系合成与平衡的解析法1.在坐标轴上的投影2.合理投影定理3.平面汇交力系合成的解析法与解析条件三、平面力偶系的合成与平衡平面任意力系的简化1.力的平移定理2.平面任意力系向作用面内任意一点的简化分析简化过程主矢和主矩：3.简化结果分析及合力矩定理M O＝Σm O（F）m O(R)＝Σm O（F）山东凯文科技职业学院课时教案山东凯文科技职业学院教案附页3、三矩式平衡方程形式：⎪⎭⎪⎬⎫=∑=∑=∑000C B A m m m其中A 、B 、C 三点不能共线。

3、例题讲解物体系统的平衡1.研究对象的选取求静定的物体平衡问题时，可以选每个物体为研究对象，列出全部的平衡方程然后求解；也可先去整个系统为研究对象，列出平衡方程。

2.注意事项在选择研究对象和列平衡方程时，应使每一个平衡方程中的未知量个数尽可能少，最好只含有一个未知量。

3.例题讲解给学生讲解一个例题，然后让学生自己分析并求解两个例题作为巩固练习。

给学生讲解上述两个例题，让学生发现并总结自己的问题所在。

从而掌握物体系统平衡的求解问题。

30min考虑摩擦时物体的平衡1.滑动摩擦与滑动摩擦定律滑动摩擦力，简称摩擦力。

用F 表示。

静摩擦力可由平衡方程确定。

ΣX ＝0 , P －F ＝0。

解得F ＝P 。

在临界平衡状态下，静摩擦力达到最大值，称为最大静摩擦力，用Fm 表示。

所以静摩擦力大小只能在零与最大静摩擦力Fm 之间取值。

学生已经学过摩擦的概念，并且对摩擦有一定的认识和了解，所以在新课开始就先让学生自己分析摩擦力。

45min山东凯文科技职业学院教案附页板书：一．平面任意力系的平衡方程1、一矩式2. 二矩式3、三矩式4、平面平行力5、平面任意力系平衡的充要条件：力系的主矢和主矩同时为0 二．物体系统的平衡及考虑摩擦时物体的平衡1.滑动摩擦与滑动摩擦定律2.摩擦角与自锁现象3.考虑摩擦时的平衡问题山东凯文科技职业学院课时教案山东凯文科技职业学院教案附页山东凯文科技职业学院教案附页板书：材料力学基础1.材料力学的任务构件承载能力：（1）强度（2）刚度（3）稳定性2.变形固体及其基本假设（1）变形固体的定义（2）变形固体的基本假设 a)连续均匀假设 b）各向同性假设3、杆件变形的基本形式（1)拉伸与压缩（2)剪切（3)扭转（4)弯曲山东凯文科技职业学院课时教案山东凯文科技职业学院教案附页教学过程教学内容及教师活动学生活动时间分配回顾引新课1.回顾上次课学过的知识并进行提问等直杆的基本变形形式有哪几种？2.导入：拉伸和压缩是等直杆基本变形之一，那么同学们有没有想过，在变形过程中金属中的内力是怎样的呢？会不会有变化呢？这节课我们就来学习变形中的内力和应力。