2.3 力矩 -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2.3力矩》教案 详 细 教 案 一、设计摘要 课程课题 力矩 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 力矩是一个全新的概念，学习力矩的计算，为后面平面一般力系的平衡打下基础。 背景分析 什么是力矩？力矩如何计算？ 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 1.通过探究力矩的计算方法，培养学生解决问题的能力，培养学生的团队精神。 1. 掌握力矩的含义，理解力矩的性质； 2. 运用力矩的含义计算常见荷载作用下的力矩计算； 1.运用力矩解释一些生活或工程中的一些实际问题； 学习任务 描述 掌握力矩的含义，理解力矩的性质； 运用力矩的含义计算常见荷载作用下的力矩计算； 运用力矩解释一些生活或工程中的一些实际问题。 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 运用力矩的含义计算常见荷载作用下的力矩计算。 教学难点 面、线、集中荷载的转化及其力矩计算。 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.力的作用效果有哪些？ 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） 手推门时，门的转动与哪些因素关呢？ 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：力不仅能使物体移动还可以使物体转动，力使物体转动的效应与哪些因素有关呢？ 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） 2.3.1 力矩的概念 力矩:用力的大小与力臂的乘积Fd再加上正号或负号表示力F使物体绕O点转的矩，简称为力矩。 MO（F）=±F d 力臂：从矩心到力的作用线的垂直距离。 力矩的单位是力的单位和距离的单位的乘积。在国际单位制中常用单位是牛顿·米（N · m）或千牛顿·米（kN · m）。 2.3.2 力矩的正负号规定 使物体产生逆时针转动的力矩为正，使物体产生顺时针转动的力矩为负，所以力矩是代数量。 2.3.3 力矩的性质 （1）当力F的大小等于零，或者力的作用线通过矩心（即力臂d=0）时，力矩等于零。 （2）当力沿作用线移动时，不会改变力对某点的矩。这是因为力的大小、方向及力臂的大小均未改变。 2.3.4 力矩的计算 荷载的分类：按作用的范围不同可分为集中荷载和分布荷载。 如果荷载作用在结构上的面积与结构的尺寸相比很小，就称为集中荷载。用F表示，其常用单位为牛（N）、千牛（kN），梁对柱子或墙的压力属于集中荷载。 如果荷载连续地作用在整个结构上或结构的一部分（不能看成集中荷载时），就称为分布荷载。例如水压力属于分布荷载，还有风荷载、雪荷载等。 当分布荷载在各处的大小均相同时，称为均布荷载，用q 表示，其常用单位为牛/ 米（N/ m）、千牛/ 米（k N/ m）。 集中荷载计算： 例题：扳手分别受到F1、 F2、 F3 作用，如图所示。求各力分别对螺帽中心点O 的力矩。已知F1= F2 = F3 =100 N。 MO（F1） = -F1×d1 = -100 N×0.2 m = -20 N· m MO（F2） = F2×d2= 100 N×0.2 mcos 30°= 23.1 N· m MO（F3） = F3×d3= 100 N×0 = 0 均布线荷载计算： 均布线荷载力矩的计算公式： Mo(q)=Mo(FR)=± FR.d 例题：试计算下图(a)、（c）所示均布线荷载q 分别对点O、A 之矩。 （1） 均布线荷载