1.1 静力学基础（教案）-《机械基础》同步精品课堂（高教版）

《机械基础》教案 课 题 1-1静力学基础 课 型 新授课 课 时 2课时 授课班级 机械制造升学班 授课时间 授课教师 教材分析 《静力学基础》在学科体系中的地位：静力学基础是工程力学、理论力学等课程的基石，是后续学习动力学、材料力学等内容的必备前提。它为理解物体的平衡状态、力系简化等提供理论支撑，是从基础物理力学知识向专业力学知识过渡的关键环节，帮助学生建立起严谨的力学分析思维。 学情分析 学生在初中物理课中已经接触过简单的力学知识，这就为学习静力学基础提供了一定的知识储备；且学生已具备一定的逻辑思维能力和自主学习能力，并且他们对实际应用案例较为感兴趣，所以要通过具体实例让他们更好理解抽象知识。 学习目标 一.知识目标： 1．理解力的概念与静力学基本公理； 2．了解约束、约束力； 3．掌握杆件受力图的画法。 二.能力目标： 能够做杆件的受力图。 三.素质目标： 1.通过实践操作培养认真、踏实、细致的工作作风； 2.通过小组合作，培养学生团队合作学习能力。 学习重难点 重点：静力学的基本概念、杆件的受力图 难点：杆件的受力分析 教学方法 讲授法 演示法 讨论法、归纳法。 课前准备 PPT课件 教学设计 教学媒体 多媒体课件 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 展示桥梁、起重机等工程实例图片，提问学生这些结构或机械在工作时受到哪些力的作用，引出静力学研究内容，激发学生兴趣。 准备上课，检查学生的预习情况。 提升学生的注意力。激发学生的兴趣 活动二： 调动思维 探究新知 一、力的概念 力是使物体间的运动状态发生变化或使物体变形的物体间的相互机械作用。 力对物体的作用效果是由力的大小、方向和作用点三个要素决定的。力是一个具有大小又有方向的矢量。力的三要素用带箭头的有向线段表示于物体的作用点上。 二、静力学的基本公理 公理 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：两力大小相等、方向相反且作用于同一直线上。只受两个力作用并处于平衡状态的物体称为二力构件。 公理2（加减平衡力系公理）: 在已知力系上加上或减去任一平衡力系，不会改变原力系对刚体的作用效应。 推论 1（力的可传递原理）: 作用于刚体上某一点的力可沿其作用线移至刚体上的任一点，而不会改变原 力系对刚体的作用效应，力 F 作用在刚体上 A 点和作用在刚体上 B 点的效果是一样的。 公理 3（力的平行四边形公理）: 作用于物体上同点的两个力，可以合成一个合力，合力的作用点仍在该点， 合力的大小和方向由这两个力为边构成的平行四边形的对角线来表示。 推论 2（三力平衡汇交定理）： 当刚体上受三个力作用而处于平衡时，若其中两个力的作用线汇交于一点，则第三个力的作用线必交于同一点，且三个力的作用线在同一平面内。 公理 4（作用与反作用公理）： 作用力和反作用力总是同时存在，且大小相等、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。 听讲记笔记 学习新知 活动三： 调动思维 探究新知 三、约束与约束反力 1．约束与约束反力的基本概念 把对非自由体的某些位移起限制作用的物体称为约束。约束限制了物体的运动，且这种限制是通过力的作用来实现的。因此，约束对物体的作用实际上就是力，这种力叫约束反力，或叫约束力。 2．常见约束类型 （1）柔性约束 由柔软的绳索、带或链条等构成的约束称为柔性约束。 （2）光滑面约束 两物体直接接触，当接触表面非常光滑，摩擦可忽略不计时，即属于光滑面约束。 （3）光滑的铰链约束 用圆柱销钉将两个具有相同大小圆柱孔的构件连接在一起，物体的运动受到圆柱销钉的限制，只能转动，不能移动，如果不计销钉与销钉孔壁之间的摩擦，则这种约束称为光滑圆柱铰链约束，简称圆柱铰支座。 （4）固定端约束 用卡盘夹紧的工件、固定在机床刀架上的刀具属于固定端约束，固定端约束能限制物体在约束处沿任何方向的移动和转动。 四、物体受力分析和受力图 为了清晰地表示物体的受力情况，常需把研究的物体（称受力体）从周围的物体（称施力体）中分离出来，单独画出它的简图，这个步骤叫做取研究对象或取分离体。然后画出分离体上所受的力（包括主动力和约束力），这种表示物体受力的简明图形，称为受力图。 例题1： 重为G的球用绳索AB固定，并靠在光滑的斜面上，如下图所示。 试分析其受力情况，并画出受力图。 例题2： 压路机用力拉动的碾子压平路面，碾子受到一石块的阻碍，如下图所示。试画出图示平衡位置的碾子受力图。 例题3: 如下图所示的三铰拱桥，由左、右两拱铰接而成，设拱自重不计， 在左拱AC 上作用载荷 ，试分别做出拱AC和CB的受力图。 听讲记笔记 学习新知 活动四： 巩固练习 素质提升 判断题 1.(× ) 力的平衡条件是：大小相等，方向相反，作用在同一物体上。 2.(× ) 加减平衡力系公理和力的可移性原理适用于任何物体。。 3.(× ) 作用在同一物体上的作用力和反作用力，两力的大小相等，方向相反，沿着同一直线上。 4.(√ ) 作用于一点上的两个或两个以上的力可以合成作用于一点的一个力。 5.( × ) 固定铰链、固定端的约束反力完全一样，只用一对正交分力来表示。 课堂小结 作业布置 课堂小结： 一、力的概念 二、静力学的基本公理 公理 1（二力平衡公理） 公理 2（加减平衡力系公理）推论 1（力的可传递原理） 公理 3（力的平行四边形公理）推论 2（三力平衡汇交定理） 公理 4（作用与反作用公理） 三、约束与约束反力 四、物体受力分析和受力图 作业布置： 1. 练习册 2. 预习下一节课 板书设计 1-1静力学基础 一、力的概念 二、静力学的基本公理 公理 1（二力平衡公理） 公理 2（加减平衡力系公理）推论 1（力的可传递原理） 公理 3（力的平行四边形公理）推论 2（三力平衡汇交定理） 公理 4（作用与反作用公理） 三、约束与约束反力 1．约束与约束反力的基本概念 2．常见约束类型 四、物体受力分析和受力图 教学反思 通过实例导入能有效吸引学生注意力，但在复杂案例讨论中，部分学生参与度不够，后续可优化分组方式；练习环节发现学生对部分约束判断仍有混淆，需在今后教学中加强针对性训练。 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 $$