《桿件的四種基本變形及組合變形、 直桿軸向拉、壓橫截面上的內(nèi)力》教學(xué)設(shè)計(jì)

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1、《土木工程力學(xué)基礎(chǔ)》（高教版）《桿件的四種基本變形及組合變形、直桿軸向拉、壓橫截面上的內(nèi)力》教學(xué)設(shè)計(jì)課題3.1桿件四種基本變形及組合變形教學(xué)時(shí)間2課時(shí)教學(xué)目標(biāo)知識與技能認(rèn)識桿件的基本變形和組合變形；過程與方法通過分析工程實(shí)例、生活實(shí)例中的受力及變形掌握桿件的基本變形的受力及變形特點(diǎn)；情感、態(tài)度、價(jià)值觀通過分析工程結(jié)構(gòu)中的受力及變形并口頭描述，培養(yǎng)歸納、總結(jié)、語言表達(dá)的能力；教學(xué)重點(diǎn)1、桿件的基本變形受力特點(diǎn)、變形特點(diǎn)；教學(xué)難點(diǎn)1、桿件力學(xué)模型的理解2、桿件四種基本變形的區(qū)分教學(xué)內(nèi)容及其過程學(xué)生活動教師導(dǎo)學(xué)一、引入手拉彈簧彈簧會發(fā)生什么

2、變化？小朋友雙臂吊在單杠上，人雙手撐地倒立起來，胳膊都有什么樣的感覺，胳膊的形狀有改變嗎？二、導(dǎo)學(xué)提綱3.1桿件四種基本變形及組合變形1.桿件是指其縱向長度遠(yuǎn)大于橫向尺寸的構(gòu)件，軸線是直線的桿件稱為直桿。2.軸向拉伸和壓縮受力特點(diǎn)是直桿的兩端沿桿軸線方向作用一對大小相等、方向相反的力；變形特點(diǎn)是在外力作用下產(chǎn)生桿軸線方向的伸長或縮短。3.產(chǎn)生軸向拉伸變形的桿件，其當(dāng)作用力背離桿端時(shí)，作用力是拉力（圖a）；產(chǎn)生軸向壓縮變形的桿件，其作用力指向桿端，作用力是壓力，（圖b）。4.剪切變形的受力特點(diǎn)是作用在構(gòu)件上的橫向外力大小相等、方向相反、

3、作用線平行且距離很近。5.剪切變形的變形特點(diǎn)是介于兩橫向力之間的各截面沿外力作用方向發(fā)生相對錯動。6.剪切面是指兩橫向力之間的橫截面，破壞常在剪切面上發(fā)生。7.扭轉(zhuǎn)變形的受力特點(diǎn)：在垂直于桿軸線的平面內(nèi)，作用有大小相等、轉(zhuǎn)向相反的一對力偶。8.扭轉(zhuǎn)變形的變形特點(diǎn)：讓同學(xué)來回答彈簧、胳膊的受力和形狀改變。1、自主學(xué)習(xí)自學(xué)教材、自主完成導(dǎo)學(xué)提綱，記錄疑點(diǎn)或無法解決的問題，為交流作準(zhǔn)備。2、組內(nèi)交流通過引導(dǎo)學(xué)生回答問題，引出物體在力的作用下變形是客觀存在的，進(jìn)入課題。構(gòu)件桿件板（殼）塊體當(dāng)有學(xué)生問到，或?qū)τ信d趣的學(xué)生可適當(dāng)介紹如下關(guān)系：1、

4、布置前置作業(yè)課前精心預(yù)設(shè)前置作業(yè)，（由導(dǎo)學(xué)提綱、探究與感悟組成）組織學(xué)生自主學(xué)習(xí)?！锻聊竟こ塘W(xué)基礎(chǔ)》（高教版）各橫截面繞桿軸線發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。9.扭轉(zhuǎn)角是指任意兩個橫截面間的相對轉(zhuǎn)角，用表示。10.彎曲變形的受力特點(diǎn)：桿件受到通過桿軸線平面內(nèi)的力偶作用，或受到垂直于桿軸線的橫向力作用.11.彎曲變形的變形特點(diǎn)：桿件的軸線將由直線變成曲線。12.以彎曲變形為主要變形的構(gòu)件稱為受彎構(gòu)件，梁是最常見的受彎構(gòu)件之一。13.畫受力簡圖時(shí)，受彎的桿件常用其軸線代替.14.組合變形是指由兩種或兩種以上基本變形組合而成的變形。15.斜彎曲的受力特點(diǎn)：

5、外力的作用平面通過梁軸，但不與梁的縱向?qū)ΨQ面重合。16.斜彎曲的變形特點(diǎn)：由兩個相互垂直的平面彎曲組合而成，梁變形后的軸線就不在外力作用平面內(nèi)。17.受力特點(diǎn)：作用在直桿上的外力作用線與桿軸平行而不重合。18.偏心壓縮的變形特點(diǎn)：由軸向壓縮和彎曲變形組合而成。19.彎扭組合變形的受力特點(diǎn)：在桿件上作用有與桿軸垂直的外力，同時(shí)在垂直于桿軸線的平面內(nèi)，作用有力偶。20.彎扭組合變形的變形特點(diǎn)：由彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形組合而成。3.2直桿軸向拉、壓橫截面上的內(nèi)力1.內(nèi)力是指由外力（或外部因素）引起的桿件內(nèi)各部分間相互的作用力。2.軸力是指在軸向

6、拉（壓）桿中橫截面中的內(nèi)力。3.當(dāng)桿件受拉而伸長時(shí)，軸力FN或F′N背離截面，軸力取正號，反之取負(fù)號。4.繪制軸力圖時(shí)用平行于桿軸線的坐標(biāo)（x軸）表示橫截面的位置，垂直的坐標(biāo)（y軸）表示橫截面的軸力，按選定的比例尺把正軸力畫在軸的上方，負(fù)軸力畫在軸的下方。三、教師精講3.1桿件四種基本變形及組合變形1.軸向拉伸和壓縮【工程實(shí)例】工程中有很多桿件受軸向力作用而產(chǎn)生拉伸或壓縮變形。例如圖a所示三角架，桿AB受拉，桿CB受壓；圖b中的立柱則是軸向壓縮的實(shí)例。還如，起吊構(gòu)件的鋼索，斜拉橋的鋼絲束，橋墩等都是軸向拉伸（壓縮）的實(shí)例。在小組長的組

7、織下，有序開展交流與探討，共同解決存在的問題，并整理交流的結(jié)果。3、小組展示各組依次對交流的結(jié)果進(jìn)行展示，并對各組的展示作出補(bǔ)充或評價(jià)。4、自我檢測獨(dú)立完成，學(xué)困生可在同學(xué)助學(xué)下完成。2、巡視導(dǎo)學(xué)巡視課堂，了解情況，對問題與疑點(diǎn)積極引導(dǎo)，適時(shí)點(diǎn)撥。對學(xué)困生積極鼓勵，并適度助學(xué)。3、點(diǎn)評與精講對各組討論進(jìn)行點(diǎn)評，對重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行精講《土木工程力學(xué)基礎(chǔ)》（高教版）2．剪切【工程實(shí)例】如圖a所示為一個鉚釘連接的簡圖。鋼板在拉力F的作用下使鉚釘?shù)淖笊蟼?cè)和右下側(cè)受力（圖b），這時(shí)，鉚釘?shù)纳稀⑾聝刹糠謱l(fā)生水平方向的相互錯動（圖c）。當(dāng)拉力很大時(shí)

8、，鉚釘將沿水平截面被剪斷，這種破壞形式稱為剪切破壞。3.扭轉(zhuǎn)用改錐擰螺釘時(shí)，在改錐柄上手指的作用力構(gòu)成了一個力偶，螺釘?shù)淖枇υ诟腻F的刀口上構(gòu)成了一個方向相反的力偶，這兩個力偶都作用在垂直于桿軸的平面內(nèi)，就使改錐產(chǎn)生了扭轉(zhuǎn)