1.5 刚体定轴转动（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 1.5 刚体定轴转动 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.掌握刚体绕定轴的转动 2.掌握功率、转速和转矩之间的关系 学习重难点 重点：掌握刚体绕定轴的转动 难点：掌握功率、转速和转矩之间的关系 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 1.5.1刚体绕定轴的转动 1.刚体的定轴转动 汽车中的曲轴、齿轮、飞轮、传动轴等的运动具有共同的特征，即在运动时，刚体内各点都绕一固定的直线做圆周运动，这种运动称为刚体绕定轴转动，简称定轴转动。刚体内固定不动的直线称为刚体的轴。刚体做定轴转动时，具有如下特征: 1)刚体内轴上所有各点都保持固定不动。 2)刚体内不在轴上的其他各点，都在通过各点并垂直于轴的平面内绕轴做圆周运动。圆心就是这些平面分别与轴的交点;半径就是各该点与轴的垂直距离。 3)刚体内各点在同一时间内转过的圆弧长度是不同的，但各点在同一时间内绕轴转过的角度是相等的，即各点的角速度和角加速度也相同，因为刚体内各点之间的相对位置是不随刚体转动变化的。 2.转速与角速度、线速度 工程上常用转速表示转动的快慢。 刚体的转速是指单位时间内刚体转过的圈数，用n表示，单位为r/min(转/分)。 角速度也是用来表示刚体转动快慢和转动方向的物理量。 角速度是指刚体在单位时间内转过的角度，用ω表示，单位为rad/s(弧度/秒)。 3.角加速度 刚体转动的快慢有时会发生变化。刚体角速度变化的快慢和方向用角加速度表示，用符号ε表示，单位为rad/s2(弧度/秒)。 4.匀速定轴转动刚体的惯性力及转动零件惯性力的平衡 惯性力是由于外力的作用使物体的运动状态改变时，因其惯性引起的运动物体对外界抵抗的反作用力。其大小等于运动物体的质量与加速度的乘积，方向与加速度相反，作用在施力物体上。 5.转动惯量 转动物体具有保持原有运动状态不变的特性，称为转动惯性。物体的转动惯性大小是由转动惯量来度量的。转动惯量的大小不仅与刚体质量m的大小有关，而且与刚体质量的分布有关。刚体的质量越大，质量的分布离转轴越远，其转动惯量也越大。 几何形状规则的匀质物体，转动惯量的计算公式可从工程手册中查阅。 听讲、思考 掌握刚体绕定轴的转动的知识 活动二： 调动思维 探究新知 1.5.2 功率、转速和转矩之间的关系 1.功率 当物体受到力的作用，并在力的作用下发生位移时，这个力就对物体做了功。功率是指力在单位时间内做的功，用 P 表示。功率是表示力做功快慢程度的物理量。 2.功率、转速和转矩之间的关系 由于ω =πn / 30，根据上式可得出功率P、转速n和转矩了的关系为 T=9550 例8 汽车发动机的额定功率P=55kW，试求当传动轴转速n=1200r/min时输出的转矩。当换档以后，传动轴的转速降为600r/min，求此时传动轴输出的转矩。 解: T=9550P/n=9550×55/1200N·m=437.7N·m 当转速降为600r/min时 T=9550P/n=9550×55/600N·m=875.4N · m 由本例题可知，当功率一定时，转矩T与转速n成反比。因此，汽车上坡时，需要较大的驱动力矩T,驾驶人就换用低速档，使汽车的速度减小，获得较大的牵引力。 听讲、思考 理解功率、转速和转矩之间的关系 活动三： 巩固练习 素质提升 在教师的引导下分组，以小组为单位试述匀速定轴转动刚体的惯性力及转动零件惯性力的平衡。 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：本节内容介绍了刚体绕定轴的转动和功率、转速和转矩之间的关系 作业布置：简述刚