1.2 力矩、力偶与力的平移（教案）《机械基础》（多学时）同步精品课堂（高教版·第3版）

《机械基础》（第3版）教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务1.2 力矩、力偶与力的平移 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 学生能区分移动与转动效应，理解力矩、力偶及平移定理的概念，但计算力偶矩、判断力臂时易出错；需通过方向盘、丝锥等实例加强力偶方向的正负号判断与力的平移附加力偶的应用训练。 背景分析 本节面向中职机械专业学生，他们在先修物理中已接触过简单杠杆，具备力与转动的生活经验，但缺乏“力矩、力偶、平移定理”的系统概念。教材以扳手、方向盘等典型机械情境切入，需引导学生由感性体验上升为定量计算，为后续构件受力分析奠定静力学基础。 学习目标 设定 情感目标 知识目标 能力（技能）目标 能够结合本节课所学知识，增强动手能力和解决问题的能力。 掌握力矩、力偶与力的平移的概念 能够学会物体受力偶作用而转动的例子 学习任务 描述 掌握力矩、力偶与力的平移的概念 能够学会物体受力偶作用而转动的例子 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 掌握力矩、力偶与力的平移的概念 教学难点 能够学会物体受力偶作用而转动的例子 教学难点突破方法 能够学会基础知识并运用 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：栾学钢赵玉奇陈少斌，2024年8月第3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） 思考：根据本节课所学知识，判断力的方向。 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（12分钟） 一、力矩 力对物体的作用效应，除移动效应外，还有转动效应。如图1-10所示，用扳手拧螺母时，作用于扳手一端的力F能使螺母绕0点转动。 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（20分钟） 在力学上，用F与d的乘积及其转向来度量力F使物体绕0点的转动效应，称为力F对0点之矩，简称力矩，以符号M₀(F)表示，即 M₀(F)=±Fd 在式(1-2)中，0点称为力矩中心，简称矩心；0点到力F作用线的垂直距离d称为力臂；正负号表示两种不同的转向，规定使物体产生逆时针旋转的力矩为正值，反之为负值。力矩的单位是N·m或kN·m。 为提高转动效应，一方面可以增加力的大小，更有效的办法是增加力臂的长度。如图1-11所示，工程实际中使用的撬杠、汽车制动踏板、切割机等都应用了力矩原理。 主要讲力矩内容。 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、力偶 力学中，把作用在同一物体上大小相等、方向相反、作用线平行但不共线的两个力称为力偶，记作(F₁,F₂),力偶中两个力作用线间的距离d称为力偶臂，两个力所在的平面称为力偶的作用面。 物体受力偶作用而转动的例子十分常见，如司机双手转动方向盘(图1-12a)、用丝锥攻螺纹(图1-12b)、锁紧钻头(图1-12c)、麻花钻两主切削刃切削工件(图1-12d)、用两个手指拧动水龙头及开门锁等，所施加的都是力偶。 由实践经验可知，力偶中的两个力不满足二力平衡条件，不能平衡，也不能对物体产生移动效应，只能对物体产生转动效应。力偶对物体的转动效应随力F的大小或力偶臂d的增大而增强。因此，可用二者的乘积Fd并加以适当的正负号所得的物理量来度量力偶对物体的转动效应，称之为力偶矩，记作M(F₁,F₂)或M。 教师根据力偶讲解。 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学习内容，突破了课程内容难点。 三、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1-14所示。 教师讲解力的平移定理，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； 图片展示更加直观的让学生感受到知识的魅力，加强学生学习的动力。 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：总结力的平移定理。 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） 本课先讲力矩定义M=F·d，用扳手拧螺母示例；再引入力偶概念，举方向盘、丝锥等实例说明力偶矩M=Fd；最后给出力的平移定理：力可平移至任一点，但须附加力偶，其矩等于原力对新作用点的力矩。 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.简述力矩、力偶的概念。 2.简述力对物体的作用效应。 3.简述提高转动效应的方法。 板书 设计 一、力矩 二、力偶 三、力的平移定理 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 本课以扳手、方向盘等实例切入，学生易感知转动效应，但对力偶正负号及平移后附加力偶的抽象理解仍显吃力；今后应减少符号推演，增加动手实验与动态仿真，让学生在“拧—测—算”中内化力矩、力偶与平移定理。 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 $$