2-1 材料力学的基本概念及拉伸与压缩（教案）《机械基础》上好课（高教版·第三版）

《机械基础》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 2-1 材料力学的基本概念及拉伸与压缩 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 二、设计意图 学情分析 学生已学习静力学基础，掌握了受力分析、平衡方程等基本方法，对力学的分析思路有初步了解。日常生活中，学生见过起重设备、建筑物的支撑结构、机械设备的传动杆件等，对构件受力有感性认识，具备一定的观察能力和动手意愿。但学生对“内力”这一抽象概念缺乏直观认识，容易将内力与外力相混淆；对应力、应变的概念理解较困难；对截面法的操作步骤不够熟练。授课依托教材实物图片、动画演示、对比表格和工程实例，用直观教学法和类比教学法突破认知难点。 背景分析 本节选自高等教育出版社《机械基础》。在学习了静力学基础知识之后，学生已具备分析构件所受外力的能力。本节进一步研究构件在外力作用下的内部效应——内力、应力、变形，这是从“外力分析”走向“承载能力分析”的关键过渡。材料力学的基本概念（强度、刚度、稳定性）是贯穿整个模块的核心主线，拉伸与压缩作为最基本的变形形式，其内力分析方法（截面法）、应力计算、强度条件等，是后续学习剪切、扭转、弯曲的基础，在机械工程中具有广泛的应用。 学习目标 设定 情感目标 知识目标 能力（技能）目标 1. 激发学习兴趣和热情，认识材料力学在机械工程中的重要地位和实用价值。 2. 培养严谨规范的计算习惯和受力分析作图习惯。 3. 养成联系工程实际分析力学问题的思维习惯。 1.记住材料力学的基本任务和杆件的基本变形形式。 2.理解直杆轴向拉伸和压缩的受力特点与变形特点。 3.记住低碳钢拉伸时的四个变形阶段及对应的力学性能指标。 1. 能正确应用截面法分析直杆轴向拉伸和压缩的内力（轴力）。 2. 能计算拉压杆横截面上的正应力。 3. 能根据强度条件选择截面尺寸或确定许可载荷。 学习任务 描述 1. 通过工程图片和实物观察，说出强度、刚度、稳定性在实际工程中的具体体现。 2. 完成截面法分析轴力的分步操作，正确求出指定截面的轴力并判断拉压性质。 3. 完成教材【例题2-1】的求解，掌握分段计算轴力的方法。 4. 完成教材【例题2-2】的求解，掌握正应力计算方法，指出危险截面位置。 5. 通过观看低碳钢拉伸试验动画或视频，说出弹性变形、屈服、强化、颈缩四个阶段的特征。 6. 完成教材【例题2-3】和【例题2-4】的求解，掌握强度校核的方法和步骤。 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 1. 强度、刚度、稳定性的基本概念及其工程意义。 2. 截面法分析轴力的步骤和轴力符号规定。 3. 拉压杆横截面上正应力的计算公式σ=F_N/S。 4. 胡克定律的公式σ=E·ε和ΔL=F_NL/(ES)。 5. 低碳钢拉伸应力-应变曲线的四个阶段及特征。 6. 拉压杆的强度条件及三类强度计算问题。 教学难点 1. 内力和外力的区别与联系，内力概念的建立。 2. 截面法的操作步骤中“代替”环节的理解。 3. 应力的概念（内力在截面上的密集程度）的理解。 4. 低碳钢拉伸各阶段中应力和应变的变化关系。 5. 安全系数的取值与工程经济性的关系。 教学难点突破方法 1. 图示分析法 2. 类比教学法 3. 分步引导法 4. 案例诊断法 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、问答法； 学法 观察归纳法、练习巩固法、背诵记忆法。 四、教学资源 教材工具材料 《机械基础》，人力资源社会保障部教材办公室组织编写。 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 新课导入（2分钟） [引入主题]（2分钟） 1. 教师在讲台上展示一根细长的竹签（或塑料尺），先轻轻用力将其拉长（模拟拉伸），再用力将其压短（模拟压缩），最后用力将其折断。 2. 同时展示一张起重机吊臂的图片和一张建筑倒塌的新闻图片。 3. 提问：为什么起重机吊臂能吊起重物而不断？为什么有些建筑结构会突然倒塌？同样是受力，为什么有的构件安全、有的被破坏？ 4. 引导学生思考：构件在工作时要承受各种力的作用，如何保证它们安全可靠地工作？ 5. 板书课题“2-1 材料力学的基本概念”，说明本模块将要学习的内容。 1. 展示竹签的拉伸、压缩和折断实验，创设直观情境。 2. 展示工程图片，将日常生活与工程实际相联系。 3. 提问引导观察和思考：竹签在什么情况下会断？为什么同样的力作用在不同粗细的竹签上效果不同？ 4. 总结学生回答，引出“承载能力”的概念。 5. 板书课题，说明学习目标：什么是构件的承载能力？材料力学研究什么？杆件有哪些基本变形？ 1. 观察教师的演示实验和工程图片，思考构件受力后的变化。 2. 结合生活经验回答问题，参与讨论。 3. 记录课题，明确本节学习目标。 1. 利用简单的实物实验和工程图片创设直观情境，激发学习兴趣。 2. 通过生活化和工程化问题自然过渡到课题，让学生感受到材料力学的实用性。 3. 引发认知冲突：为什么同样受力，有些构件安全有些被破坏？——为后续学习强度、刚度、稳定性埋下伏笔。 探索 新知（20分钟） 一、构件的承载能力 1. 强度 （1）定义：构件抵抗破坏的能力。 （2）工程实例： ①起重用的钢丝绳在起吊额定重量的重物时不能断裂。 ②教材图2-2所示支架中的杆BC受拉伸，杆AB受压缩，都不能被破坏。 （3）关键词：抵抗破坏。 （4）说明：如果强度不够，构件就会发生断裂或显著的塑性变形。 2. 刚度 （1）定义：构件抵抗弹性变形的能力。 （2）工程实例： ①车床主轴在保证足够强度的同时，还需要有足够的刚度，否则过大的弯曲变形会影响工件的加工精度。 ②航天器上的天线，展开后在运行过程中要保持原有形状，若刚度不够导致形状偏差，会造成信息传递不准确。 （3）关键词：抵抗弹性变形。 （4）说明：刚度不够不一定会破坏，但会影响构件的正常工作。 3. 稳定性 （1）定义：杆件维持原有平衡形式的能力。 （2）工程实例： ①螺旋千斤顶中的螺杆，当压力增大到一定程度时，杆件会突然变弯，失去原来的直线平衡形式。 ②内燃机配气机构中的挺杆，压力过大时也会突然变弯。 （3）关键词：维持平衡形式。 （4）说明：失稳是突然发生的，具有突发性和危险性。 归纳： 强度、刚度、稳定性是保证构件安全工作的三项基本要求。 二、材料力学的基本任务 1.矛盾分析：为提高构件的强度、刚度和稳定性，可以加大构件截面尺寸或选用优质材料，但从经济性角度考虑，这无疑是矛盾的。 2.基本任务：研究构件在外力作用下的变形和失效的规律，在既保证安全又注重经济性的前提下，选用合适的材料，确定合理的截面形状和尺寸。 3.关键词：安全 + 经济。 4.本质：解决“用多少材料、用什么材料才能既安全又经济”的问题。 三、杆件的基本变形形式 1. 杆件的定义 工程中的大多数构件，如轴和丝杠等，纵向尺寸远大于横向尺寸，在材料力学中将这类构件称为杆。 2. 直杆的定义 如果杆的轴线为直线且各横截面都相等，则称这种杆件为等截面直杆，简称直杆。直杆是材料力学研究的基本对象。 3. 三个基本假设 （1）连续性假设——材料连续不间断地充满整个体积，内部无空隙。 （2）均匀性假设——材料内部各点的力学性质完全相同。 （3）各向同性假设——材料在各个方向上的力学性质相同。 说明：这三个假设是材料力学理论分析的基础，后续公式推导都建立在这些假设之上。 4. 四种基本变形形式 （1）轴向拉压变形——外力沿轴线，杆件沿轴线伸长或缩短。 （2）剪切变形——外力垂直于轴线且相距很近，杆件沿截面错开。 （3）扭转变形——外力偶作用于垂直于轴线的平面内，杆件绕轴线旋转。 （4）弯曲变形——外力垂直于轴线，杆件轴线变弯。 强调：工程中比较复杂的杆件变形也都是这四种基本变形的组合。 四、拉伸和压缩的变形特点 1. 工程实例：教材图2-2所示支架中，杆BC受到拉伸，杆AB受到压缩。 2. 受力特点：作用在直杆两端的外力等值、反向，作用线与直杆的轴线重合。 3. 变形特点：直杆沿轴线方向伸长（拉伸）或缩短（压缩），如图2-3所示。 4. 拉压杆的定义：发生轴向拉伸或压缩变形的直杆称为拉压杆。 小结：外力沿轴线、变形沿轴线——这就是轴向拉压。 五、内力与截面法 1. 内力的概念 （1）定义：直杆在外力作用下产生变形，其内部相互间的作用力称为内力。 （2）重要特征：内力随外力增大而增大，当外力增大到一定限度时，直杆就会发生破坏。 （3）内力与直杆的强度密切相关。 （4）拉压杆上的内力又称为轴力。 2. 截面法 （1）定义：将受力作用的直杆假想地切开，用以显示内力的大小，并以平衡条件确定其合力的方法。 （2）四步操作（口诀：截、取、代、平） ： ①截——沿需求内力的截面假想地把直杆切开。 ②取——选取其中一部分为研究对象。 ③代——以截面上的未知内力代替另一部分对研究对象的作用。 ④平——列出研究对象的平衡方程，确定未知内力的大小和方向。 （3）结合教材图2-4，完整演示截面法全过程。 （4）强调：截面法是分析直杆内力的唯一方法。 3. 轴力符号规定 （1）轴向拉伸时，F_N为正（背离截面）——拉为正。 （2）轴向压缩时，F_N为负（朝向截面）——压为负。 4. 截面法三条重要提示 （1）截面不能取在集中力或集中力偶的作用面上。 （2）计算内力时，一般假设未知内力为正。 （3）轴力符号规定要牢记。 5. 即时练习 给出一个简单的拉杆受力图，让学生口答指定截面的轴力大小和性质。 六、【例题2-1】分段求轴力 教材图2-5a：F₁=2kN，F₂=3kN，F₃=1kN，作用点分别为A、C、B。 （1）分析：直杆上作用有三个外力，AC段和CB段的轴力不同，需要分段计算。 （2）AC段：截面1-1，取左段，F_N1=F₁=2kN（拉力）。 （3）CB段：截面2-2，取左段，F_N2=F₁－F₂=－1kN（负号说明为压力，大小为1kN）。 1.结合教材图2-2讲授强度的概念，强调“破坏”的含义即断裂或显著塑性变形。追问钢丝绳强度不够会怎样，引导学生思考后果。结合车床主轴和航天器天线的实例讲授刚度的概念，强调弹性变形与破坏的区别，追问刚度不够会怎样。结合螺旋千斤顶螺杆和内燃机挺杆的实例讲授稳定性的概念，强调失稳的突发性，追问失稳会怎样。用表格总结三者的区别和联系，强调三者缺一不可。 通过设问“是不是截面越大越好”引发学生思考，举例说明粗柱虽安全但成本高、占地大，引出安全与经济的矛盾关系，讲授材料力学的基本任务并板书关键词。 结合实物图片讲授杆件的定义，强调“纵向尺寸远大于横向尺寸”这一特征。讲授直杆的定义，说明以直杆为研究对象的原因。用馒头比喻讲解三个基本假设。依次展示四种基本变形的动画，引导学生观察外力和变形特点。 结合教材图2-2分析支架中各杆受力，提问BC杆受拉而AB杆受压的原因。用图2-3讲解拉伸和压缩的受力与变形特点，引导学生用“两句话”概括后给出拉压杆定义。 讲授内力定义，强调“内部相互作用”和“随外力增大而增大”，用绳中张力类比。讲授截面法定义，板书“截、取、代、平”四字口诀，结合图2-4用动画分步演示全过程。讲授轴力符号规定“拉正压负”并板书画线强调。逐条解释三条提示，给出即时练习请学生回答。 板演例题2-1，画出受力图后说明需分段的原因，分别取截面列方程求解，强调负号表示压力以及外力作用点为分段分界点，引导学生总结正负号含义。 通过设问“粗杆细杆效果是否相同”引出应力概念，用“单位面积站人数”类比说明密集程度含义，推导正应力公式并强调单位。讲授危险截面概念，板演例题2-2，分段求轴力后计算各段应力再比较大小。 1.听讲并记录强度、刚度、稳定性的定义和关键词。举例说出生活中的相应实例。完成笔记关键词。跟随教师填写表格。朗读三者的定义各一遍。 思考并回答教师提问。记录材料力学基本任务。在笔记中标注“安全”和“经济”。理解学习材料力学的目的。 观察图片理解定义。听讲并记录三个假设。观察四种变形图示后说出受力与变形特征。在笔记中画出四种变形的示意简图。复述四种变形名称。 观察图2-2判断各杆受力并说明依据。在教材上标出拉伸和压缩的特点。复述拉压杆定义并用一句话总结轴向拉压特征。 听讲并记录内力定义。记录“截取代平”口诀。跟随动画观察每一步并在教材上标注。记录轴力符号规定和三条提示。完成即时练习口答。同桌互述截面法四步。 跟随教师完成例题求解，注意分段位置，理解负号含义后独立重做。 思考并回答问题。记录应力定义和公式。标注符号和单位。记录危险截面定义。跟随教师完成例题计算，注意单位换算。比较两段应力理解危险截面含义。 1.通过工程实例建立直观认识。追问引导学生深入理解。关键词强化记忆。举例检验理解程度。表格对比区分概念。朗读强化瞬时记忆。 通过矛盾分析激发思考并认识学科实用价值。明确学习目的。将抽象任务与未来工作联系。 明确研究对象为后续打基础。假设为公式推导做铺垫。生活化比喻降低难度。图示形成整体认识。培养观察能力。画图加深记忆。 联系工程实例建立直观认识。培养分析能力。概括总结掌握要点。为截面法铺垫。 类比建立抽象概念。口诀便于记忆。动画突破“代替”难点。符号和提示单独强调。即时练习检验理解。互述强化记忆。 掌握分段求轴力方法。通过例题强化负号含义。独立重做巩固步骤。 类比例子理解抽象概念。强调单位换算培养规范习惯。例题直观说明应力意义——不仅看力大小还要看面积。为强度校核铺垫。 学 习 新 知（20分钟） 一、应力 1. 应力的概念 （1）同样的内力作用于同种材料、不同截面尺寸的杆件上，效果不同。 （2）应力：单位面积上的内力——描述内力在截面上的分布情况和密集程度。 （3）应力是判断杆件强度是否足够的依据。 （4）轴向拉伸和压缩时，应力垂直于横截面，称为正应力，记作σ。 2. 正应力计算公式 σ=F_N/S 式中：σ——正应力，MPa；F_N——轴力，N；S——横截面积，mm²。 σ符号规定：拉为正（拉应力），压为负（压应力）。 3. 危险截面的概念 截面上应力最大处是最容易发生危险的地方，这种截面称为危险截面。要使杆件安全可靠地工作，就应控制危险截面的最大应力。 4. 【例题2-2】应力计算 教材图2-6a：F₁=400N，F₂=1000N，d=10mm，D=20mm。 （1）AB段：F_N1=400N，σ_AB=5.1MPa。 （2）BC段：F_N2=1400N，σ_BC=4.5MPa。 二、应变与胡克定律 1. 绝对变形 （1）直杆原长L₀，变形后长度为L₁。 （2）绝对变形ΔL=L₁－L₀（拉为正，压为负）。 2. 应变 （1）单位长度的变形量：ε=ΔL/L（无量纲，常用百分比表示）。 （2）拉为正，压为负。 （3）绝对变形与直杆的原长有关，应变消除了原长的影响，更能反映材料的变形程度。 3. 胡克定律 （1）实验表明：当直杆横截面上的正应力不超过某一限度时，正应力σ与应变ε成正比。 （2）σ=E·ε，E为弹性模量（MPa或GPa），是衡量材料抵抗弹性变形能力的一项指标。 （3）另一表达式：ΔL=F_NL/(ES)。 （4）应用条件：在杆长L范围内，F_N、E、S分别为常量。 4. 胡克定律的意义 可由已知应力求变形，也可通过对变形的测定求应力——这是材料力学中非常重要的关系式。 5. 小提示 E越大，相同应力下变形越小——材料越“硬”，抵抗弹性变形的能力越强。 三、拉伸（压缩）时材料的力学性质 1. 标准试样 教材图2-8a所示，L₀为原始标距。材料力学性质通过试验获得，采用国家统一规定的标准试样。 2. 低碳钢拉伸的四个阶段 （1）弹性变形阶段（Oa段） ： a. Oa为一直线段，应力与应变成正比关系。 b. 变形完全是弹性的，卸载后试样恢复原样。 c. b点对应的应力为弹性极限——不发生塑性变形所对应的最大应力。 （2）屈服阶段（bc段） ： a. 应力几乎不增加而应变急剧增加。 b. 产生不可恢复的塑性变形。 c. 上屈服强度R_eH——试样发生屈服而力首次下降前的最大应力。 d. 下屈服强度R_eL——屈服期间不计初始瞬时效应时的最大应力。 （3）强化阶段（ce段） ： a. 材料恢复变形抵抗能力，需增加应力才能继续变形。 b. 试样主要产生塑性变形。 c. 抗拉强度R_m（强度极限）——强化阶段相应最大力F_m对应的应力，是材料的最大承载能力。 （4）颈缩阶段（ef段） ： a. 变形集中在局部范围内。 b. 横截面尺寸急剧缩小，产生缩颈现象。 c. 拉力减小，直至试样被拉断（f点）。 3. 低碳钢压缩时的力学性质 教材图2-11，压缩时曲线上升不到强度极限，试样产生很大塑性变形而不被破坏。 4. 铸铁的力学性质 （1）拉伸时（虚线）：无屈服现象，不产生缩颈，达到抗拉极限时被拉断。 （2）压缩时（实线）：抗压强度极限远大于抗拉强度极限（3~4倍）。 （3）压坏时断口与轴线夹角约为45°，表明沿斜截面相对错动而断裂。 5. 塑性材料与脆性材料 （1）塑性材料：在外力作用下产生较显著变形而不被破坏（如低碳钢）。 （2）脆性材料：在外力作用下发生微小变形即被破坏（如铸铁）。 四、许用应力和安全系数 1. 极限应力的概念 当材料受到的拉压作用达到或超过材料的极限应力时，材料就会产生塑性变形或断裂。 2. 许用应力 （1）将极限应力除以一个大于1的系数作为工作时的最大应力，这个应力称为材料的许用应力，用[σ]表示。 （2）公式：[σ]=极限应力/n。 3. 安全系数 （1）n反映了杆件必要的强度储备，称为安全系数。 （2）工程实际中的取值： 静载荷塑性材料：n=1.5~2 脆性材料：n=2.5~3.5 （3）安全系数反映了经济与安全之间的矛盾关系——取值过大造成材料浪费，取值过小安全得不到保证。 （4）确定安全系数需考虑：载荷估计的准确性、材料质量的均匀性、构件的重要性等。 五、拉伸和压缩的强度校核 1. 强度条件 （1）为保证杆件安全可靠地正常工作，必须使杆件的最大工作应力小于材料的许用应力。 （2）公式：σ_max=F_N/S≤[σ] （3）说明：这是判断杆件是否安全的核心公式。 2. 三类强度计算问题 （1）强度校核：已知杆件尺寸、载荷及许用应力，检验强度是否满足要求——σ_max=F_N/S≤[σ]。 （2）选择截面尺寸：已知载荷和许用应力，确定所需截面积——S≥F_max/[σ]。 （3）确定许可载荷：已知截面尺寸和许用应力，确定杆件能承受的最大载荷——F_max≤[σ]·S。 3. 【例题2-3】强度校核 教材图2-13：F=300kN，[σ]=300MPa，d=44mm，校核强度。 解：F_N=F=300kN，S=πd²/4，σ_max=197MPa<[σ]=300MPa，满足强度要求。 4. 【例题2-4】强度校核 教材图2-14：双套吊钩，b=25mm，h=40mm，[σ]=50MPa，铁水包自重9kN，最多吊重35kN。 解：每根吊杆F_N=(35+9)/2=22kN，σ_max=22MPa<[σ]=50MPa，满足强度要求。 1.结合图2-7讲授绝对变形和应变，用弹簧类比变形与力关系。讲授胡克定律两种表达式并强调E的物理意义，举例说明E越大变形越小，强调公式应用条件和工程应用价值。 介绍标准试样后播放低碳钢拉伸试验视频并同步讲解四个阶段。板书阶段名称和特征，标注三个关键应力值。结合图2-11讲授低碳钢压缩特点，结合图2-12讲授铸铁拉伸与压缩对比，给出塑性和脆性材料定义并用对比表格总结，强调合理选材。 讲授极限应力概念，讲授许用应力定义和公式，讲授安全系数概念和取值原则，用具体数值举例计算，强调安全系数是安全与经济的平衡。 推导强度条件并强调σ_max含义。讲授三类强度计算问题及应用场景。板演例题2-3（求轴力→算面积→算应力→比较判断）和例题2-4（分析两根吊杆→求每根轴力→算应力→比较判断），强调解题规范性，总结三步流程。 出示课堂练习题，巡视指导，请学生板演后点评纠正并总结常见错误。 2.知识背诵： （1）构件的承载能力包括强度、刚度、稳定性三个方面。强度是构件抵抗破坏的能力；刚度是构件抵抗弹性变形的能力；稳定性是杆件维持原有平衡形式的能力。 （2）杆件的四种基本变形形式为：轴向拉压变形、剪切变形、扭转变形和弯曲变形。 （3）截面法分析内力的四个步骤为：截——假想切开；取——取一部分为研究对象；代——以内力代替另一部分的作用；平——列平衡方程求解。轴力符号规定为拉为正、压为负。 （4）核心公式：正应力σ=F_N/S；胡克定律σ=E·ε，ΔL=F_NL/(ES)；强度条件σ_max=F_N/S≤[σ]。 3.师生互动： 出示题目： 一根拉杆和一根压杆，两杆的材料相同、横截面积相同、轴力的大小也相同，那么这两杆横截面上的正应力大小是否相等？拉应力和压应力在符号上有什么区别？ 教师总结： 两杆横截面上的正应力大小相等，因为应力的大小只取决于轴力的大小和横截面积的大小，与杆件的受力形式（拉伸或压缩）无关，根据公式σ=F_N/S，两杆的F_N和S均相同，所以应力大小相等。但拉应力和压应力的符号相反，拉伸时轴力为正，正应力也为正（拉应力）；压缩时轴力为负，正应力也为负（压应力）。 1.观察图2-7理解含义。记录胡克定律两种表达式及E的物理意义和应用条件。理解工程应用价值。 观察试样图片。观看视频观察变形断裂过程。在笔记中画简化曲线并标注四个阶段和三个关键应力值。记录各定义。完成塑脆材料对比表格。记住典型代表材料。 记录极限应力、许用应力和安全系数的概念及公式。理解安全系数作用。跟随计算举例。理解安全与经济的关系。 记录强度条件公式及符号含义。记录三类问题及对应公式。跟随完成两个例题并注意单位换算和共同承载分析。独立重做。总结三步流程。 独立完成练习。板演展示过程。对照点评纠正错误。记录常见错误和注意事项。 2.合书默背，同桌互背。 3. 小组讨论，代表回答，其他人补充。 1.变形→应变→胡克定律逻辑递进。强调重要公式和应用价值。两种表达式不同场景使用。E的概念为选材打基础。 视频直观呈现四阶段特别是颈缩。画曲线加深记忆。对比表格清晰呈现差异。关键应力值为强度计算铺垫。 从极限应力自然过渡到许用应力。数值举例降低理解难度。强调工程意识——安全与经济平衡。 强度条件是核心公式详细推导。三类问题分类建立清晰思路。两例题覆盖基本题型。例题2-4增加工程复杂度。独立重做巩固步骤。三步流程便于记忆。 练习检验效果。板演暴露共性问题及时纠正。强化规范解题习惯。 2.强化记忆。 3.帮助学生在课堂上掌握核心知识点。 课堂 总结（2分钟） 1. 强度——抵抗破坏的能力；刚度——抵抗弹性变形的能力；稳定性——维持平衡形式的能力。 2. 材料力学的基本任务——安全与经济的前提下选材定尺寸。 3. 四种基本变形——轴向拉压、剪切、扭转、弯曲。 4. 拉伸和压缩——受力：外力等值反向沿轴线；变形：沿轴线伸长或缩短。 5. 截面法——截、取、代、平；轴力——拉正压负。 6. 应力——σ=F_N/S；应变——ε=ΔL/L；胡克定律——σ=E·ε，ΔL=F_NL/(ES)。 7. 低碳钢拉伸四阶段——弹性→屈服→强化→颈缩。 8. 塑性材料与脆性材料——低碳钢（塑）与铸铁（脆）的对比。 9. 强度条件——σ_max=F_N/S≤[σ]；三类计算问题。 布置下节课任务（1分钟） 布置下节课任务（1分钟） 预习下节课内容 布 置 作业（1分钟） 1.背诵：强度、刚度、稳定性的定义；四种基本变形；截面法四步；胡克定律两种表达式；强度条件公式。 2.计算：某起重用拉杆，采用圆形截面，直径 d=36mm，材料许用应力 [σ]=160MPa。若拉杆承受的最大拉力 F=150kN，试校核该拉杆的强度是否满足要求。 （要求：①写出强度校核公式；②写出完整的计算过程；③作出明确结论。） 板书 设计 2-1 材料力学的基本概念及拉伸与压缩 一、构件的承载能力 1. 强度——抵抗破坏 例：钢丝绳、支架杆件 2. 刚度——抵抗弹性变形 例：车床主轴、天线 3. 稳定性——维持平衡形式 例：螺杆、挺杆 二、材料力学的基本任务 安全 + 经济 → 选材、定尺寸 三、杆件的基本变形形式 1. 杆件：纵向 >> 横向   2. 直杆：轴线为直线，横截面相等 3. 三个假设：连续性、均匀性、各向同性 4. 四种基本变形：①轴向拉压 ②剪切 ③扭转 ④弯曲 四、拉伸和压缩 受力：外力等值、反向、沿轴线   变形：沿轴线伸长或缩短 五、内力与截面法 截面法：截、取、代、平   轴力：拉正压负 六、应力 σ=F_N/S  （MPa）   危险截面：应力最大的截面 七、应变与胡克定律 ε=ΔL/L   σ=E·ε   ΔL=F_NL/(ES) 八、材料力学性能 低碳钢：弹性→屈服→强化→颈缩 塑性材料（低碳钢）vs 脆性材料（铸铁） 九、强度条件 σ_max=F_N/S≤[σ]   [σ]=极限应力/n 三类问题：①校核 ②选截面 ③定载荷 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 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 学科网（北京）股份有限公司 $