1.2 求解平面力系（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1.2 求解平面力系 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 在进行平面力系课程的学情分析时，首先需要了解学生的基础知识水平，包括力学的基本概念和原理。接着，评估学生对平面力系的理解程度，例如力的合成与分解、平衡条件等。此外，考虑学生在解决实际问题时的应用能力，如分析结构的稳定性和计算力的效应。收集反馈，了解学生在学习过程中遇到的困难，可能是理论理解不足或实际操作技能欠缺。最后，根据分析结果调整教学策略，加强薄弱环节，提高教学效果。 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。 会分析平面力系。 会计算力在坐标轴上的投影。 会建立平衡方程并计算未知力。 学习任务 描述 会分析平面力系。 会计算力在坐标轴上的投影。 会建立平衡方程并计算未知力。 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 会分析平面力系。 教学难点 会计算力在坐标轴上的投影。 会建立平衡方程并计算未知力。 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） 图所示为悬臂吊车的悬臂架，水平梁AB 的 A 端为固定铰支，B 端由拉杆 BC 拉住 。 如重物及电动葫芦自重为G=10kN,水平梁AB 自重为G₁=4kN,梁的尺寸如图所示。计算拉杆BC 的拉力及固定铰支A的约束力。 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） 一 、力在坐标轴上的投影 二、平面力系的平衡方程 1.平面力系 作用在物体上的一组力称为力系。力系中各力的作用线在同一平面内，该力系称为平面 力系。常见的平面力系有平面汇交力系(图1-25b所示圆柱体受力G 、Fp和Fg) 、平面平行 力系及平面任意力系(图1-24c所示AB梁受力G、G、F、Fa和Fy)。 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） 2、平面力系的平衡方程 物体在平面任意力系作用下，既不发生移动，也不发生转动的平衡条件：力系中各力在两 个任选的坐标轴上投影的代数和均等于零，各力对平面内任一点之矩的代数和也等于零。 主要讲解平面力系的平衡方程。 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。 摩擦和磨损 1.脾擦 根据两个物体表面间的运动形式.摩擦可分为滑动摩擦和滚动摩擦。一般而言，滑动摩擦万要 大于滚动摩擦力、如图1-32所示、工程中在搬运重型设备时，常在设备下方放置滚杠，设备与地面 的阴动康擦变为滚动腺擦。如图1-33所示，在轴与轴套之间增加滚动体，由滑动轴承变为滚动轴承 由于摩擦的存在，机器中运动零件的阻力增加，同时造成零件磨损、降低零件精度和机器 的效率、缩短机器的使用寿命。工程中通过采取良好的润滑、降低摩擦表面的表面粗糙度值、 用滚动轴承代替滑动轴承等措施来减小摩擦。 工程中利用摩擦来工作的实例也很多，例如带传动、摩擦轮传动和摩擦制动装置等，都是 利用摩擦力来工作的。在带传动中，需要增大带与带轮间的正压力或采用摩擦因数较大的带 轮材料以达到提高摩擦力的效果。 教师根据摩擦和磨损讲解。 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。 2.摩擦与润滑 根据两个物体表面间有无润滑可分为干摩擦、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦，如图1-34 所 示 (1)千摩擦两个物体直接接触时产生的摩擦称为干摩擦。 (2)边界摩擦在两个物体间施加润滑剂后，两个物体的表面吸附一层极薄的润滑膜，这 种库擦状态称为边界摩擦. (3)流体摩擦在两个物体间施加润滑剂后，两个物体的表面被一层具有一定压力和厚 度的流体润滑膜完全隔开时的摩擦，称为流体摩擦，因表面不直接接触，摩擦因数很小，理论 上不产生磨损 (4)混合摩擦 兼有干摩擦，边界摩擦和流体摩擦的状态，称为混合摩擦在实际使用中， 有较多的摩擦处于干摩擦、边界摩擦、流体摩擦的混合状态 其摩擦和磨损状况优于千摩擦 边界摩擦，但比流体摩擦差 3.磨损 教师讲解摩擦与润滑，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：总结平面力系的平衡方程。 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） 在求解平面力系课程中，我们主要学习如何分析和解决作用在物体上的力。首先，我们需要确定力的作用点、大小和方向，然后通过绘制力的矢量图来可视化问题。接下来，我们使用力的合成法则，如平行四边形法则，将多个力合成一个合力。此外，我们还会学习如何通过力矩的概念来分析力对物体的转动效应。最后，我们会应用平衡条件，即合力和合力矩为零，来求解未知力或验证力系的平衡状态。通过这些步骤，学生能够掌握平面力系的分析方法，并将其应用于实际工程问题中。 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.简述一个零件的磨损过程。 2.简述混合摩擦。 3.简述边界摩擦。 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 在教授平面力系课程时，我意识到理论与实践的结合对于学生理解至关重要。我尝试通过实际案例来引导学生，让他们看到抽象概念在现实中的应用。然而，我也发现部分学生在处理复杂问题时仍然感到困难，这提示我需要进一步优化教学方法，可能通过增加互动式教学和小组讨论来提高他们的参与度和解决问题的能力。此外，我也在思考如何利用现代技术，比如模拟软件，来辅助教学，使抽象的力学概念更加直观易懂。 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 $$