直杆的轴向拉伸与压缩教案-2022-2023学年度高一下学期北京理工大学出版社中职机械基础

中等专业学校2022-2023-2教案 课时总编号： 备课组别 机 械 课程 名称 机械 基础 所在 年级 高一 主备教师 授课教师 授课 系部 授课 班级 授课 日期 课题 2-3-1 直杆的轴向拉伸与压缩 教学 目标 1.理解直杆的轴向拉伸与压缩的概念； 2.了解杆件的基本变形受力特点、变形特点； 3.了解杆件的受力分析 重点 1.杆件的基本变形受力特点、变形特点； 难点 1、杆件力学模型的理解 2、杆件的受力分析 教法 启发式、互动式教学 教学设备 多媒体教学设备、激光翻页笔等 教学 环节 教学活动内容及组织过程 个案补充 教 学 内 容 一、新课导入 手拉弹簧弹簧会发生什么变化？小朋友双臂吊在单杠上，人双手撑地倒立起来，胳膊都有什么样的感觉，胳膊的形状有改变吗？ 二、新课讲解 1. 轴向拉伸和压缩 【工程实例】工程中有很多杆件受轴向力作用而产生拉伸或压缩变形。例如图a所示三角架，杆AB受拉，杆CB受压；图b中的立柱则是轴向压缩的实例。还如，桥墩是轴向压缩的实例。 教学 环节 教学活动内容及组织过程 个案补充 教 学 内 容 1. 内力的概念： 杆件内部质点之间产生的用以抵抗变形的抗力称为内力。 2. 轴力的计算 （1）轴力 为了显示并计算杆件的内力，通常采用截面法。假设用一个截面m-m（图a）将杆件“切”成左右两部分，取左边部分为研究对象（图b），要保持这部分与原来杆件一样处于平衡状态，就必须在被切开处加上杆的内力FN，这个内力FN就是右部分对左部分的作用力。在轴向拉（压）杆中横截面中的内力称为轴力。由于直杆整体是平衡的，左部分也是平衡的，对这部分建立平衡方程： 由 若取右部分为研究对象，则可得 可以看出，取任一部分为研究对象，都可以得到相同的结果，其实FN与F′N是一对作用力与反作用力，其数值必然相等。 （2）轴力正负号规定 （3）轴力的计算——简捷计算法： 杆件横截面上的轴力，等于该截面一侧所有轴向外力的代数和，即 即： 教学 环节 教学活动内容及组织过程 个案补充 教 学 内 容 式中：外力背离所求截面时取正值，外力指向所求截面时取负值。 注意：轴力的计算结果为正值时，是指轴力指向背离截面。 3. 轴力图 如图所示，一个等截面直杆，受力F1=6kN，F2=9 kN，F3=3 kN的作用，试计算各段的轴力并绘制轴力图。 解：（1）根据各力的作用点将杆件分为AC，CB两段，分别计算各段的轴力 （2）用简捷计算法计算轴力 根据 AC段内取任意截面1-1，向左看： CB段内取任意截面2-2，向左看： 三、课程总结 1. 杆件是指其纵向长度远大于横向尺寸的构件，轴线是直线的杆件称为直杆。 2. 杆件所受其他物体的作用力均称为外力，包括主动力和约束力。 3. 杆件内部质点之间产生的用以抵抗变形的抗力称为内力。 4. 轴向拉伸和压缩受力特点是直杆的两端沿杆轴线方向作用一对大小相等、方向相反的力；变形特点是在外力作用下产生杆轴线方向的伸长或缩短。 教学 环节 教学活动内容及组织过程 个案补充 教 学 内 容 5. 产生轴向拉伸变形的杆件，其当作用力背离杆端时，作用力是拉力（图a）；产生轴向压缩变形的杆件，其作用力指向杆端，作用力是压力，（图b）。 6. 轴力是指在轴向拉（压）杆中横截面中的内力。 7.当杆件受拉而伸长时，轴力FN或F′N背离截面，轴力取正号，反之取负号。 四、布置作业 完成同步练习。 板 书 设 计 教后札记 学科网（北京）股份有限公司 $