2.2 平面汇交力系的平衡 -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2.2 平面汇交力系的平衡》教案 详 细 教 案 一、设计摘要 课程课题 平面汇交力系的平衡 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 在土木工程中存在很多物体处于平衡的情况，掌握平面汇交力系的平衡条件，保证安全施工。 背景分析 当物体处于平衡时，力系处于什么状态？平面汇交力系平衡的充要条件是什么？ 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 1.分析平面汇交力系平衡在工程中的应用，增强安全生产的意识。 1. 掌握平面汇交力系的平衡条件及其平衡方程； 2. 运用平面汇交力系的平衡方程计算简单的平衡问题； 1.感悟平面汇交力系的平衡问题在工程中的应用； 学习任务 描述 掌握平面汇交力系的平衡条件及其平衡方程； 运用平面汇交力系的平衡方程计算简单的平衡问题； 感悟平面汇交力系的平衡问题在工程中的应用。 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：PPT。 教学重点 1.建立平面汇交力系的平衡方程； 2.运用平面汇交力系的平衡方程求解简单的平衡问题。 教学难点 感悟平面汇交力系的平衡问题在工程中的应用。 教学难点突破方法 利用一体机、仪器、工具实物等现场讲解，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。课堂教学中设置了两个学习任务，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 专用理实一体教室。 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） 1.什么是力的投影？力的投影如何计算？ 教师提出问题。 学生举手回答。 知识点回忆，加深印象。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入] （3分钟） 若干个分力能合成一个合力吗？当物体平衡时合力大小为多少呢？ 提出疑问。 1. 学生分小组交流讨论，总结出小组答案。 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（2分钟） [探索新知] （2分钟） 老师介绍：在平面力系中，通过区分作用线，可以分为不同的力系。 简要告知，并提出疑问，引入新课。 学生集中精神进入今天的正课。 让学生重视本门科目。 学 习 新 知70分钟） [学习新知] （70分钟） 2.2.1 平面力系的分类 平面平行力系：各力的作用线全部平行。 平面汇交力系：各力的作用线全部汇交于一点。 平面一般力系：各力的作用线既不全部汇交于一点，也不全部互相平行。 2.2.2 平面汇交力系的平衡条件 平面汇交力系的合成：通过平行四边形法则合成合力，该合力等于各分力的矢量和。 要使物体平衡，那么FR=0 所以FRX=0 FRY=0 根据合力投影定理： FRX=FX1+FX2+FX3……+FXN 所以： ∑Fx=0 同理： ∑FY=0 2.2.3 平面汇交力系的平衡条件的运用 例题：教材P34例2-2 解：取C点为研究对象，由平面汇交力系平衡方程得： ∑Fx=0 -FNAC600+FNBC=0 ∑FY=0 FNACsin600-G=0 把G=10KN代入解得： FNAC=11.55KN（拉力） FNBC=5.77KN（压力） 平面汇交力系只有两个独立的平衡方程，应用这两个方程可以求解两个未知量，步骤如下： 1）选取研究对象。 2）画受力图。要正确应用二力杆的性质，注意物体间的作用与反作用关系当约束反力指向未定时应先假设。 3）选坐标轴。最好使某一坐标轴与一个未知力垂直，以便简化计算。 4）列平衡方程求解未知量。列方程时要注意各力的投影的正负号。如求出 未知力为负值，说明该力的实际方向与假设的方向相反。 练习教材P35例2-3 1.讲解基础概念。 2.引导学生对平面汇交力系的平衡条件进行推导。 3.运用例题，展示平衡条件的运用方法。 4.对例题进行总结，明确解题步骤 1.学生理解掌握并进行勾画。 2.运用所学知识共同推导，加深印象。 3.认真听讲，学习平衡条件的运用方法。 4.学生分小组讨论解题步骤 注