章节目名称 1.2约束和约束反力 1.3物体的受力分析 明确和掌握约束的基本特征及约束反力的画法。 能熟练运用约束类型进行受力分析。 教学目的 教学内容 1.基本概念 1)自由体和非自由体 2)约束:约束:对非自由体的运动所加的限制条件。在刚体静力学中指限制研究对象运动的物体。约束对非自由体施加的力称为约束反力。约束反力的方向总是与约束所能阻碍的物体的运动或运动趋势的方向相反。 3)约束反力:约束对物体的作用力。 4)主动力:能主动引起物体运动状态变化的力。 2.约束的基本类型及其反力的画法。 1)光滑接触面:其约束反力沿接触点的公法线,指向被约束物体。 2)光滑圆柱、铰链和颈轴承:其约束反力位于垂直于销钉轴线的平面内,经过轴心,通常用过轴心的两个大小未知的正交分力表示。 3)固定铰支座:其约束反力与光滑圆柱铰链相同。 4)活动铰支座:与光滑接触面类似。其约束反力垂直于光滑支承面。 5)光滑球铰链:其约束反力过球心,通常用空间的三个正交分力表示。 6)止推轴承:其约束反力常用空间的三个正交分力表示。 7)二力体:所受两个约束反力必沿两力作用点连线且等值、反向。 8)柔软不可伸长的绳索:其约束反力为沿柔索方向的一个拉力,该力背离被约束物体。 9)固定端约束:其约束反力在平面情况下,通常用两正交分力和一个力偶表示;在空间情况下,通常用空间的三个正交分力和空间的三个正交分力偶表示。 教学重点 约束类型及约束反力。 教学难点 明确和掌握约束的基本特征及约束反力的画法 教学方式及手段 采用启发式教学,通过提问,引导学生思考,让学生回答问题。 多媒体授课,必要时辅以板书。 布置课外作业。 课外作业 1-1b, c, e, f, j 教学后记 要强调约束的概念、类型及约束反力的确定方法关系.。 6
章节目名称 1.3物体的受力分析 掌握受力分析的方法与步骤。 教学目的 教学内容 1.基本概念 1)物体的受力分析:分析构件受了几个力,各力的作用位置和力的作用方向。 2)取分研究对象:把需要研究的物体从周围的物体中分离出来,单独画出它的简图。 2.画受力图的步骤及注意事项 正确地进行物体的受力分析并画其受力图,是分析、解决力学问题的基础。画受力图时必须注意以下几点: 1) 明确研究对象。根据求解需要,可以取单个物体为研究对象,也可以取由几个物体组成的系统为研究对象。不同的研究对象的受力图是不同的。 2) 正确确定研究对象受力的数目。由于力是物体间相互的机械作用,因此,对每一个力都应明确它是哪一个施力物体施加给研究对象的,决不能凭空产生。同时,也不可漏掉某个力。一般可先画主动力,再画约束反力。凡是研究对象与外界接触的地方,都一定存在约束反力。 3) 正确画出约束反力。一个物体往往同时受到几个约束的作用,这时应分别根据每个约束本身的特性来确定其约束反力的方向,而不能凭主观臆测。 4) 当分析两物体间相互作用时,应遵循作用、反作用关系。若作用力的方向一经假定,则反作用力的方向应与之相反。当画整个系统的受力图时,由于内力成对出现,组成平衡力系。因此不必画出,只需画出全部外力。 例1-1 例1-2 例1-3 例1-4 教学重点 单个物体及物体系统的受力分析、画出受力图。 教学难点 常见约束的特点及正确画出约束反力即画出受力图 教学方式及手段 采用启发式教学,通过提问,引导学生思考,让学生回答问题。 多媒体授课,必要时辅以板书。 布置课外作业。 课外作业 1-2b, h, I, o 教学后记 要多举例题讲清楚约束反力的确定方法和受力图的正确画法。 7
章节目名称 第二章平面汇交力系与平面力偶系 2.1平面汇交力系合成与平衡的几何法 2.2平面汇交力系与平衡的解析法 1.掌握力多边形法则及平面汇交力系合成与平衡的几何法。 2.掌握平面汇交力系合成与平衡的解析法。 教学目的 教学内容 §2-1 平面汇交力系的合成与平衡的几何法 1.汇交力系的概念 2.平面汇交力系合成的几何法:力的平行多边形规则 3.平面汇交力系平衡的几何条件 充分必要条件 例2-1 §2-2 平面汇交力系的合成与平衡的解析法 1.力在坐标轴上的投影 力在坐标轴上的投影 平面力的解析表达式 2.平面汇交力系合成的解析法 合力投影定理 例2-2 3.平面汇交力系合成的平衡方程 充分必要条件 例2-3 教学重点 平面汇交力系合成的几何法的理解 力在坐标轴上的投影 教学难点 平面汇交力系合成的几何法求解未知量 利用平面汇交力系的解析法求解未知量 教学方式及手段 采用启发式教学,通过提问,引导学生思考,让学生回答问题。 多媒体授课,必要时辅以板书。 布置课外作业。 课外作业 2-3 2-6 2-8 教学后记 理解几何法,突出解析法的运用。 8
章节目名称 2.3平面力对点之矩的概念及计算 2.4平面力偶理论 教学目的 1.能正确地将力沿坐标轴分解和求力在坐标轴上的投影,对合力投影定理及力对点之矩应有清晰的理解,并能熟练地计算。 2.深入理解力偶和力偶矩的概念,明确平面力偶的性质和平面力偶的等效条件。 教学内容 2.3平面力对点之矩的概念及计算 1. 力对点的矩的定义 定义及力矩三要素 2.合力矩定理与力矩的解析表达式 3. 合力矩定理与合力矩的解析表达式 例2-4 §2-4 平面力偶理论 1.基本概念 力偶、力偶作用面、力偶的等效: 2.力偶和力偶矩 3.平面内力偶的等效定理及推论 定理、推论1、推论2。 4.平面力偶系的合成和平衡条件: 充要条件、应用力偶理论求解未知量 例2-5 例2-6 教学重点 1.力对点之矩的计算 2.力偶矩的概念 3.平面力偶性质和力偶等效条件 教学难点 1.合力矩定理的应用 2.力矩与合力矩的关系 3.利用力偶理论解析法求解未知量 采用启发式教学,通过提问,引导学生思考,让学生回答问题。 多媒体授课,必要时辅以板书。 布置课外作业。 2-13,2-17 教学方式及手段 课外作业 教学后记 1) 讲清用三力平衡汇交定理、力偶等效性质确定未知约束反力方向应注意的问题。 2) 讲清力在坐标轴上的投影与力沿坐标轴分解是两个不同概念,对比其联系与区别。 3) 强调力偶是力学的基本元素之一,并将力和力偶从要素、定量描述、在轴上的投影、对点的矩、等效条件、性质等方面进行比较,加深理解,讲清力偶矩与力矩的异同点。 9
章节目名称 第三章平面任意力系 3.1平面任意力系向作用面内一点简化 3.2平面任意力系的平衡条件和平衡方程 教学目的 1.掌握平面任意力系向一点简化的方法,会应用解析法求主矢和主矩,熟知平面任意力系简化的结果。 2.深入理解平面力系的平衡条件及平衡方程的三种形式。 3.能熟练地计算在平面任意力系作用下物体和物体系统的平衡问题。 教学内容 3.1平面任意力系向作用面内一点简化 1.力的平移定理 2.基本概念 合力矢、主矢 3.应用力的平移定理将平面一般力系向作用面内一点简化 主矢与简化中心无关;主矩与简化中心有关,须指明对于哪一点的主矩。 *平面力系的简化步骤 *平面力系的简化结果分析 4.固定端约束 3.2平面任意力系的平衡条件和平衡方程 1.平衡充要条件 2.平衡条件的解析式表示(平面一般力系的平衡方程): 3.平衡方程的其它形式 1)三个平衡方程中有一个投影方程和两个力矩方程 2)三个均为力矩方程 4.平面力系平衡方程的应用 例3-2,例3-3,例3-4。 教学重点 1. 平面一般力系如何向作用面内一点简化 2. 主矢与主矩的概念 3.平面一般力系向作用面内一点简化的结果 4. 平面一般力系平衡的充分和必要条件及平衡方程 5. 物体及物体系平衡问题的解法。 教学难点 1. 对力的平移定理的理解和应用。 2. 将一个力系向指定点简化的具体应用。 3. 利用特殊力系的特点画出某些约束反力,选择恰当的平衡方程求解未知量。 4. 物体系平衡问题中正确选取研究对象及平衡方程。应用平衡条件和平衡方程求解单个物体和简单物体系统的平衡问题。 教学方式及手段 采用启发式教学,通过提问,引导学生思考,让学生回答问题。 多媒体授课,必要时辅以板书。 布置课外作业。 课外作业 3-4 3-7 3-9 3-11 3-13 3-21
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