1.2 平面汇交力系（教案）-《汽车机械基础》同步精品课堂（机工版·第2版）

《汽车机械基础》教案 课 题 1.2 平面汇交力系 课 型 必修 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本书为“十三五”职业教育国家规划教材，是根据教育部《中等职业学校汽车运用与维修专业领域技能型紧缺人才培养培训方案》对机械基础知识的教学要求，并结合汽车相关专业的特点编写而成的。本书内容包括汽车工程力学常识、汽车材料、汽车常用机构及机械传动、汽车液压传动常识四部分，以本专业相应的应用实例为基础，讲述了本专业必需的力学、材料、机械和液压传动的基础知识。 学情分析 中职学生的培养目标是理论够用、注重操作技能的提升，由于他们的文化水平存在差异、依赖性强、学习主动性差，所以在组织教学时要因材施教、耐心的讲解才能达到我们设定的教学效果和目的，培养出更多的实用型技能人才。根据教学大纲和培养目标确定本课的教学目标和教学重点、难点。 学习目标 1.掌握平面汇交力系合成的几何法 2.平面汇交力系平衡的解析法 学习重难点 重点：掌握平面汇交力系合成的几何法 难点：平面汇交力系平衡的解析法 教学方法 讲授法、自主学习法、探究法、小组讨论法 课前准备 (1)备课 (2)准备教具 (3)课前侯课 教学媒体 教材、网络资源、教学视频、相关PPT，多媒体教室 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 作用在一个物体上的多个力称为力系。若力系中各力的作用线均在物体的同一平面内且汇交于一点，则此力系称为平面汇交力系，它是平面力系中最简单的一种情况。在工程实际中，如起重机的吊钩(图1-21)、曲柄连杆机构(图1-22)等都是平面汇交力系的实例。本节将介绍用来研究平面汇交力系的合成及平衡条件的两种方法，即几何法与解析法。 听讲、思考 培养对本节课内容学习兴趣 活动二： 调动思维 探究新知 1.2.1 平面汇交力系合成的几何法 1.力的三角形法则 作用在物体上的同一点A的两个力F1和F2，(图1-23a)可以应用平行四边形公理进行合成，合力F也作用于该点，其大小和方向由以此二力为邻边所作的平行四边形的对角线来确定(图1-23b)。 2.力的多边形法则 当汇交于一点的力不止两个时(图1-24a)，可连续应用三角形法则，先求出力F1和F2的合力F′，再求出F1与F3的合力F′′ ，最后将F′′与F4合成，即得到力系的合力F。 由作图的结果可以看出，在求合力F时，只要将各已知力首尾相接，连成折线(图1-24c)，便可获得合力F。因四个已知力与合力恰好构成一个多边形，所以这种求合力的作图法称为力多边形法则。用矢量式表示如下 F=F1+F2+F3+F4 由此可得出如下结论:平面汇交力系的合力等于力系各力的矢量和，且合力的作用线通过力系的汇交点。设平面汇交力系为F1、F2、F3、....Fn，以F代表力系的合力，则合力的矢量式表示为 F=F1+F2+F3+ … +Fn= ΣF 例4 已知钢轨重量G=10kN，吊索之间夹角为α(图1-25a)，分别计算α =60°和α =90°时吊索的拉力，并分析当α逐渐增加时，拉力如何变化。 解: (1)进行受力分析 (2)定比例尺 (3)计算力的大小 (4)总结 3.平面汇交力系平衡的几何条件 由于平面汇交力系可以合成为一个合力，即平面汇交力系可用其合力代替，因此平面汇交力系平衡的必要和充分条件是该力系的合力为零，用矢量式表示：Σ F=0 。 观看、思考 理解平面汇交力系合成的几何法 活动三： 调动思维 探究新知 1.2.2 平面汇交力系平衡的解析法 1.力在坐标轴上的投影 如图1-27a、b所示，过力F两端分别向坐标轴引垂线，得垂足a、b和a'、b ' ，则线段a b 和a'b'分别为力F在×轴和y轴上的投影，分别用Fx、Fy表示。力在坐标轴上的投影是代数量。没有方向，但有正负区别，投影的正负号规定为:从α到b(或a'到b')的指向与坐标轴的正向相同为正，反之为负。设力F与x轴所夹锐角为α,则由图1-27a可知。 若已知Fx、Fy的值，也可求出力F的大小和方向。当力与坐标轴垂直时，力在该轴上的投影为零;当力与坐标轴平行时，其投影的绝对值等于力本身的大小。 2.合力投影定理 3.平面汇交力系的解析法 观看、思考 理解平面汇交力系平衡的解析法 活动四： 巩固练习 素质提升 在教师的引导下分组，以小组为单位试述平面汇交力系平衡的解析法。 学生创新思维能力 巩固本节课内容，分享成果，培养表达能力 课堂小结 作业布置 课堂小结： 本节内容介绍了平面汇交力系合成几何法和平面汇交力系平衡的解析法相关知识。 作业布置： 简述力的三角形法则和力的多边形法则。