1.3 力矩与力偶（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 1.3 力矩与力偶 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.掌握力矩与力偶的概念 2.掌握平面力偶系的合成与平衡条件 学习重难点 重点：掌握力矩与力偶的概念 难点：掌握平面力偶系的合成与平衡条件 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 1.3.1 力矩与力偶的概念 1.力矩 作用在物体上的力，有时能使物休移动，有时能使物体转动。 由力矩定义可知，力矩在下列两种情况下等于零:①力等于零； ②力的作用线通过矩心，即力臂等于零。 2.合力矩定理 平面汇交力系的合力对平面内任一点的矩，等于力系中各分力对该点力矩的代数和，这种关系称为合力矩定理。即 M0(F)=M0(F1)+M0(F2)+…+ M0(Fn)= ΣM0 (Fi) 听讲、思考 掌握力矩、合力矩定理的概念 活动二： 调动思维 探究新知 3.力偶和力偶矩 如图1-33所示，驾驶人用双手转动转向盘、钳工用双手攻螺纹以及我们拧水龙头或旋转钥匙开锁等，转向盘、丝锥手柄、水龙头和钥匙通常受到大小相等、方向相反但作用线不在一条直线上的两个平行力的作用。因这对力作用线不在一条直线上，因此不能平衡，从而使物体转动。这种作用在一个物体上的大小相等、方向相反、作用线平行但不在同一直线上的两个力，称为力偶。 力偶用符号(F, F')表示。力偶中两个力之间的亚直距离d称为力偶臂，力偶中两个力作用线所确定的平面称为力偶作用面。物体在力偶作用下将绕垂直于力偶作用面的轴转动。物体受力偶作用时产生的转动效果，用力偶中力的大小与力偶臂的乘积来度量，称为力偶矩，并用正负号表示其转向。正负号的规定与力矩相同，即顺时针方向转动时为正，逆时针方向转动时为负。即 m(F , F')=±Fd 力偶矩的单位与力矩的单位相同，为N·m。 4.力偶的性质 力偶对物体的作用效果是由以下三个要素决定的: 1)力偶矩的大小。 2)力偶的转向。 3)力偶的作用面。 三要素完全相同的力偶称为等效力偶。力偶与力矩都能使物体产生转动效应，但力矩对物体的转动效应与其矩心的位置有关，而力偶对其作用面内任一点的力矩(即力偶矩)为一常数。力偶可用力和力偶臂表示，也可用一端带箭头的弧线来表示(图1-34)。通过分析可知，力偶具有如下的性质: 性质1 力偶既无合力，也不能和一个力平衡，力偶只能用力偶来平衡力偶是由两个力组成的特殊力系，在任一轴上投影的代数和为零，故力偶不能合成为一个合力或用一个力来等效替换。力和力偶是静力学的两个基本要索，力偶对刚体只能产生转动效应，而力对刚体可产生移动效应，也可产生转动效应，所以，力偶也不能用一个力来平衡。 性质2 力偶对其作用面内任一点之矩恒为常数，且等于力偶矩，与矩心的位置无关。 这个性质说明力偶使刚体绕其作用面内任一点的转动效果是相同的。 性质3 力偶可在共作用面内任意平移，而不改变它对刚体的作用效果。 性质4只要保持力偶矩的大小和转向不变，可以同时改变力偶中力的大小和力偶臂的长短，而不改变其对刚体的作用效果。 观看、思考 掌握力偶和力偶矩和力偶的性质的知识 活动三： 调动思维 探究新知 1.3.2 平面力偶系的合成与平衡条件 1.平面力偶系的合成 作用在物体上同一平面内的多个力偶，称为平面力偶系。由于力偶对物体的作用效果只有转动效应而没有移动效应，因此，平而力偶系合成的结果仍是一力偶。平面力偶系的合成就是求其合力偶。设M1、M2、...、Mn，为平面力偶系中各力偶的力偶矩，设M为合力偶的力偶矩，则有 M=M1+M2+..+Mn=ΣM 即平面力偶系的合力偶矩等于各分力偶矩的代数和。 2.平面力偶系的平衡条件 由于平面力偶系