1.1 画构件受力图（教案）-《机械基础》同步精品课堂（高教版·第2版）

《机械基础》教案 详 细 教 案 一、设计摘要 课程课题 任务1.1 画构件受力图 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 画构件受力图是工程力学教学中的核心内容，旨在培养学生的空间想象能力和结构分析技巧。学生通常需要掌握力的基本概念、分类及其作用效果，理解力的三要素（大小、方向、作用点）对构件行为的影响。 背景分析 在机械基础引言课程中，我们首先探讨了机械工程的重要性及其在现代社会中的应用。机械工程是工程学科的基石之一，它涉及到设计、分析、制造和维护各种机械系统和产品。随着科技的不断进步，机械工程领域也在不断扩展，涵盖了从传统的汽车、飞机制造到现代的机器人技术、纳米技术等多个方向。 本课程旨在为学生提供一个坚实的理论基础，使他们能够理解机械系统的工作原理，并具备分析和设计机械组件的能力。通过学习机械基础，学生将掌握机械设计、材料选择、机构分析和机械制造等方面的知识，为未来的工程实践打下坚实的基础。此外，课程还将强调创新思维和解决复杂工程问题的能力，以适应不断变化的工业需求和技术挑战。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 结合机械基础课程内容特点，认识到加入工匠精神、职业道德、节能减排是当下亟需解决的问题，培养学生关注国家时事，让自己成为国家栋梁之材。 理解力的概念与基本性质。 了解约束的概念，会分析约束力。 会计算力矩、力偶。 会画杆件的受力图。 学习任务 描述 理解力的概念与基本性质。 了解约束的概念，会分析约束力。 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 理解力的概念与基本性质。 了解约束的概念，会分析约束力 教学难点 会计算力矩、力偶。 会画杆件的受力图。 教学难点突破方法 对于复杂的概念，使用图解、动画或实物模型来帮助学生直观理解。例如，通过3D模型展示复杂机构的运动方式。鼓励学生提问和讨论，通过小组讨论或辩论的形式，让学生积极参与，共同解决问题。提供额外的学习材料，如阅读材料、视频讲座、在线课程等，供学生课后复习和深入学习。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、 自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《机械基础》，主编：车世明，2024年4月第2版；高等教育出版社出版。 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） [引入主题]（2分钟） 从原始工具到现代工程结构都利用了力学知识。如图1-1所示，杠杆、滑轮、辘护可以省 力；摩天轮、悬索桥的建造，车刀及其支承和夹持机构等只有经过正确的受力分析和合理设计 才能保证其安全工作。 提出问题，认真回答问题。 接收并查看本节课堂任务书。查看并记住本节任务的学习目标。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.下发和展示任务，让学生明确课堂任务，学习课堂知识。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入] （3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。 2.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） 悬臂吊车是施工现场常用的一种起重工具，它主要由立柱、悬臂架 (水平梁AB、拉杆 BC、立杆AC) 等组成。工作时，电动葫芦E 可沿水平梁 AB移动，悬臂梁绕立杆AC 轴线旋转，以将重物运送到目的地，如图1-2 所示。如重物及电动葫芦重力为G,水平梁AB 自重为G₁ 。要求：分析水 平梁AB、拉杆BC的受力，并画出受力图。 上课前老师收集相关的新专业、职业、技能等知识。 学生对新专业了解后，再上网查一下新专业所涉及的知识点。 使用学生对新专业有个大概了解，自己再去收集相关资料补充自己的知识面。 学 习 新 知（14分钟） [学习新知] （14分钟） 一 、力的概念与基本性质 1.力 力是物体之间的相互作用，这种作用使物体的运动状态发生改变或使物体产生变形，如 图1-3所示。力对物体的效应取决于力的大小、方向和作用点，称为力的三要素。当这三个要 素中任何一个改变时，力对物体的作用效应就会改变，如图1-4所示。 2.力的基本性质 (1)二力平衡公理作用于刚体上的两个力，使刚体处于平衡状态的必要和充分条件是 二力大小相等、方向相反且作用在同一直线上。如图1-6中的F 与G 是二力平衡，F、与 G 是二力平衡。 (2)作用与反作用公理作用力与反作用力总是同时存在，二力的大小相等、方向相反， 沿着同一直线分别作用在两个相互作用的物体上。如图1-7中的F₁ 与 F 是作用力与反作用 力，F 与 F 是作用力与反作用力。 (3)力的平行四边形定则作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，合力的 作用点仍在该点，合力的大小和方向用这两个力为邻边构成的平行四边形的对角线来表示，如 图1-8所示。 主要讲解力的概念与基本性质。 学生在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容。 通过直观教学法，使用电教媒体PPT 的形式，不仅能进一步激发学生的兴趣，也有利于加深学生对知识的理解和对内容的掌握。 二、力矩 1.力矩的基本概念 力对物体的转动效应不仅与力F 的大小有关，而且与力的方向、作用位置有关。如图1-11 所示，用同样大小的力去转动门，效果却不同。用扳手拧螺母时，力F 作用于扳手一端A 的转 动效应最强，这是因为转动中心O(称为矩心)到力F 的作用线的距离d(称为力臂)最大，如 图1-12所示。 2.合力矩定理 教师根据力矩讲解。 学生跟上老师的思路； 抽取学生回答老师的提问； 让学生能够快速的掌握工序等主要流程的内容 突破了课程内容难点。 三 、力偶 1.力偶的基本概念 在日常生活和工程实践中，为了使物体发生转动，总是用双手完成一些操作，例如开关水 龙头、转动方向盘、用丝锥攻螺纹等(图1-15),这时手对物体产生两个作用力F 、F', 像 这 样 大 小相等、方向相反且作用线平行的一对力称为力偶，两个力作用线间的距离d 称为力偶臂，两 个力作用线所在的平面称为力偶的作用平面。 2.力向一点平移的结果(力的平移定理) 作用于刚体上的力可以平移到刚体上任意一点，但必须附加一个力偶才能与原来的力等 效，附加力偶的力偶矩等于原来的力对新作用点的力矩。如图1-17所示，A点的力F 等效于 B 点的力F '与力偶M (大小等于原力F 对B 点的力矩)的共同作用。 四、约束、约束力和受力图 1.约束和约束力 2.常见的约束及其约束力 教师讲解力偶，通过展示图片和理论相结合的形式，更形象的记忆 学生跟上老师的思路； 图片展示更加直观 学生再练习（6分钟） 4、分配任务：（6分钟）（思政导入：团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力） 1）、以小组为单位回答问题：总结力的概念与基本性质。 2）、每组派出代表回答老师提问。 4）、学生分组相互评价。 5）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂 总结（2分钟） 教师总结（2分钟） （引入思政教育：认认真真、严谨细致的工作态度、团队合作精神） 在教授画构件受力图的课程中，我会重点指导学生如何准确地分析和表示作用在结构构件上的力和力矩。课程从基础的力的概念入手，逐步过渡到复杂结构的受力分析。 布置下节课任务（40分钟） 布置下节课任务（40分钟） 预习下节课内容 布 置 作 业（13分钟） [完成作业] （13分钟） 1.简述约束和约束力。 2.简述力的平移定理。 3.简述力偶的基本概念。 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 会引导学生使用专业软件进行图形化分析，这不仅提高了分析的准确性，也提升了效率。通过案例研究和实际操作，学生能够将理论知识应用于工程实践中，为将来的职业生涯打下坚实的基础。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 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 $$