4.2 梁的内力——剪力和弯矩-高二（教案）一《土木工程力学基础》同步精品课堂（高教版 第3版）

《项目4.2梁的内力——剪力和弯矩》 教案 详 细 教 案 一、设计摘要 课程课题 4.2梁的内力——剪力和弯矩 授课教师 1 学时数 3 授课班级 建筑工程施工专业2022秋1班 人数 51 授课时间 教学地点 建筑专业理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 第三章第二节学习了内力的计算第二章学习了平衡力系的计算，本节进行迁移，通过对轴各拉伸与压缩的内力计算和平面平行力系的平衡问题计算支座反力，对比出梁的内力计算方法。 背景分析 在梁上的内力是什么样的？梁的内力又如何计算？ 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 1. 学习正负号规定，提高计算准确性，增强建筑施工安全意识。 2. 学习内力计算的解题方法，培养学生工作严谨，敢于创新的精神。 1.理解剪力和弯矩的含义； 2.正确判断剪力和弯矩正负号； 1.运用截面法计算指定截面内力的步骤及剪力和弯矩的计算规律计算指定截面的内力 学习任务 描述 理解剪力和弯矩的含义； 正确判断剪和弯矩正负号； 运用内力计算规律计算内力。 教学资源 准备 时间资源：课前要求学生预习本节内容；课中教师讲解，学生观察理解掌握；课后完成练习并巩固所学。 设备资源：一体机。 教学重点 1.理解剪力和弯矩的含义； 2.正确判断剪力和弯矩正负号； 3.运用内力计算规律计算内力。 教学难点 感悟平行力系的平衡问题在梁的内力计算中工程中的对比，有何区别。 教学难点突破方法 利用一体机等现场讲解，突破教学难点。充分把握课前导学、课中做学、课后督学三个环节，让重难点突破融入到每个环节。课堂教学中设置学习任务，通过任务的达成，专业水平得到层级提升，实现重难点突破。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法、训练和实践法； 学法 小组讨论法、 自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《土木工程力学基础》，主编：王仁田，2023年9月第3版；高等教育出版社出版。 信息资源 课本中的图片及视频、专用理实一体教室、工程实例。 教学环境 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾（2分钟） [知识复习与回顾]（2分钟） 1.直杆轴向拉、压截面上的内力是什么？ 教师提出问题，并抽查学生，了解掌握情况。 1.回忆所学内容 1.了解学生掌握情况；2加深学生印象。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入] （3分钟） 直杆轴向拉、压截面上的内力如何计算呢？计算思路是什么？那么在梁上面内力又如何计算？ 提出疑问 1. 学生回忆并举手回答 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（15分钟） [探索新知] （15分钟） 图4-7a 所示的简支梁中，若荷载P和支座A的约束反力FAY已知，则求FBY时，可列什么平衡方程。图4-7b和c中，其1— 1 横截面处的内力是什么？在图示b和C中若FAY FBY已知，又可列哪些平衡方程来求FS和M。 通过回忆、观察，用截面法，对比出内力的计算方法，两段内力为作用力与反作用力关系。 让学生回忆轴向拉压杆内力的计算步骤，将截面法求内力的方法，引申到梁的内力计算中。 由旧知识进行引申思考，更容易掌握，并且总结规律得出梁内力的计算方法。 学 习 新 知60分钟） [学习新知] （60分钟） 4.2.1 剪力和弯矩的概念 剪力是与截面相切的内力Fs。 弯矩是与截面垂直的内力偶矩M。 4.2.2 正负号判定 剪力正负号判定：剪力使分离体作顺时针转动时为正号，反之为负。 弯矩正负号判定：使分离体产生向下凸的变形为正，向上凸的变形为负。 4.2.3 用截面法计算梁指定截面的内力 计算步骤： （1）计算支座反力。 （2）画出截取梁段（左段或右段）的受力图。除画出作用在截取梁段上的一切外力（含支座反力）外，在截开的截面上还应画出相应的正剪力与正弯矩。 （3）建立平衡方程并求解内力。利用投影方程ΣFy=0 求解剪力FS，利用力矩方程ΣMC=0 求解弯矩M，式中C 为截开截面的形心。 例题练习 1. 试计算图4 -7 a 所示简支梁1 — 1 截面处的剪力与弯矩。 （1） 计算支座反力。根据对称性可知 FAY=FNY=5KN （2） 计算1 — 1 截面处的内力。取左段为研究对象（图4 -7 b）， 列平衡方程并求解剪力FS 与弯矩M。由 ΣFy=0, FAy-FS=0 得 FS=FAy=5 kN 由 ΣMC=0, -FAy×2 m+M=0 得 M=FAy×2 m=5 kN×2 m=10 kN·m 取右段为研究对象（图4-7