1-3 力矩和力偶（教案）《机械基础》同步精品课堂（高教版·第三版）

《机械基础》教案 课 题 1-2力矩和力偶 课 型 新授 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 《机械基础》是一门理论与实践相结合的专业基础课程，是后续专业课学习的基础。该门课程选用的是高等出版社出版的《机械基础》第3版教材，本教材是新使用的教材，主要采用模块教学的方法，以学习任务为引领，学生通过接受学习任务目标，实施任务目标，完成并掌握好每次课的知识和技能目标。本书内容设置由浅入深，既突出基础性理论内容，又重视实践性应用操作。 学情分析 授课对象为刚刚结束九年义务制教育的初中生，男生比较多，初中文化课基础较差，入学成绩低，缺乏良好的学习习惯，纪律散漫，自制力差，很多学生有厌学情绪，但动手能力和好奇心强，需要通过教学手段提高学生的学习兴趣和自主学习能力。 学习目标 1. 了解力矩、力偶、力的平移的基本概念 2.了解力的平移定理定理。 3.激发学生对专业的热爱，培养对机械基础学科的学习兴趣 学习重难点 学习重点 1.力矩和力偶的定义、形式概念； 2.学会求力矩及力偶矩； 学习难点 力矩及力偶矩区别及计算 教学方法 讲授法、讨论法、小组合作、任务驱动 课前准备 1. 学生借助导学案预习机械概述内容；收集机械、机器、机构、构件、零件的应用例子 2. 教师制作PPT课件、学案 教学媒体 多媒体 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 组织教学： 教师清点人数，安全检查，强调课堂纪律，提出学习建议。 导入新课： 当我们平时用手转动螺母的时候，发现非常费力，将扳手放在螺母上，轻轻一旋转，你发现有什么变化？行车当中为何采用双手开车，单手开车为何存在安全隐患？ 学生介绍自己对力矩的了解并分组讨论展示结果。 培养学生组织纪律性 拉近师生之间的距离，营造和谐愉快的学习氛围，师以便更好地进行下一步的教与学 活动二： 调动思维 探究新知 一．力矩的概念：（PPT展示） 1．力矩的定义：力矩是力对物体绕某一点转动其转动效果大小的度量。它等于力的大小乘以力到该点的距离。并规定，力使物体绕该点顺转为负，逆转为正。 2．力矩的计算公式： 式中：Mo(F)：表示力F对力矩中心O点的力矩； F：表示力的大下小； d：表示力臂，即为力矩中心到力的作用线之间的垂直距离。 3．力矩的正负号规则： 　　在平面问题中，规定逆时针转向的力矩取正号（＋）， 顺时针转向的力矩取负号（－）。 　　４、力矩的单位为牛顿•米（N.m ）或者千牛•米(kN.m 　　1kN.M=1000 N.m 二．力矩的性质 1．力F对o点之矩不仅取决于力F的大小，同时还与矩心的位置即力臂d 有关。 2．力F对于任意一点之矩，不会因该力的作用点沿其作用线移动而改变。 3．力F的大小等于零或者力的作用线通过矩心时，力矩等于零。 三.合力矩定理： 合力对某一点之矩等于各分力对同一点之矩的代数和。 　　Mo(FR)=Mo(F1)+Mo(F2)+...Mo(Fn)=∑Mo(F) 四.力矩的计算举例 　　例1 如图所示，数值相同的三个力按照不同的方式施加在同一扳手的A端。若F＝200N,试求图示三种情况下力F对o点的力矩。 　　解：图示三种情况下，虽然力的大小、作用点和矩心均相同，但是力的作用线各异，致使力臂均不相同，因而在三种情况下，力对o点之矩不同。直接根据力矩的公式可求出力对点0之矩分别为： 　　在图a中 　　Mo（F）=-F×d＝－200N×0.2m×cos30°＝34.64 N .m 　　在图b中 　　Mo（F）=F×d＝200N×0.2m×sin30°＝20 N.m 　　在图c中 　　Mo（F）=－F×d＝－200N×0.2m ＝40 N.m 　　 力偶 一.力偶的概念： 1.力偶的实际例子 如右图司机用双手转动方向盘的作用力F和F’ 　　　　　 2.力偶的定义 　　力偶是等值、反向、相互平行的一对特殊的力。力偶对物体只起转动效果。 3．力偶的表示方法 　　图示方法：见上图 4.力偶对刚体转动效应的度量－力偶矩M(F,F’) 用力偶中的任意力的大小F与力偶中两力作用线之间的垂直距离d（称为力偶臂）的乘积在冠以相应的正负号，作为力偶在其作用面内使物体产生转动效应的度量，称为力偶矩，记作M(F,F’)或M,即 　　 5.力偶矩的正负号规则 　　在平面问题中，规定逆时针转向的力偶其力偶矩取正（＋）， 顺时针转向的力偶其力偶矩取负号（－）。 　　　　　　　　　　 6.力偶矩的单位 　　力偶矩的单位同力矩的单位相同，用牛顿.米（N .m ）或者千牛.米(kN .m) 7.力偶的三要素 　　力偶矩的大小、力偶的转向、力偶的作用面。 二.力偶的基本性质 １.力偶无合力，力偶在任一座标轴上的投影等于零。 　　 2.力偶对其作用面内任一点之矩等于力偶矩。与矩心位置无关。 　　Mo(F)＋ Mo(F’)＝F(x+d）－F’x=Fd＝M      3.力偶的等效性：只要保证力偶的三要素相同，两力偶的作用效果相同。 　　 三.平面力偶系的合成 　　平面力偶系合成的结果为一合力偶，合力偶的力偶矩等于各分力偶矩的代数和。 　　M=M1+M2+M3+...+Mn=∑M 倾听教师讲解，做好记录 小组讨论学习方法，制定小组学习计划，并以书面形式记录下来以备后续检查效果和随时调整 任务驱动培养学生的竞争意识，小组讨论培养学生的合作精神，成果展示让学生体验成功的喜悦，从而激发学生的学习兴趣 活动三： 调动思维 探究新知 四．力的平移定理 1.定理 力可以等效的平移到刚体上的任一点，但必须附加一个力偶，其力偶矩的大小等于原力对该点之矩。 　　 1.球拍击球 参看下图 　　 2.转轴的齿轮上作用圆周力F参看下图 2、力的平移定理的逆定理 　　刚体的某平面上作用的一力F和一力偶M可以进一步合成得到一个合力。如图所示 　　 随教师展示课件一起，小组合作学习，做好记录并展示成果 小组讨论并完成学案任务，分组展示，学生互评，教师总结、评价 培养学生合作精神，提升学生自主学习的能力 活动四： 巩固练习 素质提升 判断题 1.(  )当力的作用线通过矩心时，物体不产生转动效应。 2.(  )力偶既能使物体移动，又能使物体转动。 3.(  )根据力的平移定理，可以将一个力分解为一个力和一个力偶。反之，一个力和一个力偶也可以合成为一个力。 4.(  )力偶和力矩都是度量物体转动效应的物理量。 自行作答后，小组合作展示学习成果，自评、互评、教师 培养合作、竞争、自主学习探究能力 课堂小结 作业布置 预习：下一节内容 作业： 1.书面作业：练习册 板书设计 力矩与力偶 1、 力矩 1. 定义 定义特征 （1） 力矩正负号判断 （2） 力矩计算 二．力偶 1.定义 （1） 力矩正负号判断 （2） 力矩计算 三．力的平移定理 教学反思 本次教学设计在本次教学过程中，我注重启发学生的思考，鼓励学生积极参与讨论和实验。然而，在实验操作中，部分学生的安全意识有待提高，需要加强安全教育和监督。此外，在今后的教学中，我还需要更深入地对力矩与力偶的计算进入深入剖析。同时，我也会不断总结教学经验，改进教学方法和手段，以提高教学质量和效果。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$