《桿件的四種基本變形及組合變形、直桿軸向拉、壓橫截面上的內(nèi)力》教學(xué)設(shè)計(jì)

《土木工程力學(xué)基礎(chǔ)（高教版）《桿件的四種基本變形及組合變形、直桿軸向拉、壓橫截面上的內(nèi)力》教學(xué)設(shè)計(jì)課題 3.1桿件四種基本變形及組合變形 教學(xué)時(shí)間 2課時(shí)知識(shí)與技能教學(xué) 過(guò)程與方目標(biāo)值觀

認(rèn)識(shí)桿件的基本變形和組合變形；形的受力及變形特點(diǎn)；結(jié)、語(yǔ)言表達(dá)的能力；教學(xué) 1、桿件的基本變形受力特點(diǎn)、變形特點(diǎn)重點(diǎn)教學(xué) 1、桿件力學(xué)模型的理解難點(diǎn) 2、桿件四種基本變形的區(qū)分教學(xué)內(nèi)容及其過(guò)程 學(xué)生活動(dòng)

教師導(dǎo)學(xué)一、引入手拉彈簧彈簧會(huì)發(fā)生什么變化？小朋友雙臂吊在單杠上，人雙手撐地倒立起來(lái)，胳膊都有什么樣的感覺(jué)，胳膊的形狀有改變嗎？二、導(dǎo)學(xué)提綱桿件四種基本變形及組合變形軸線是直線的桿件稱為直桿。線方向作用一對(duì)大小相等、方向相反的力；變形特點(diǎn)是在外力作用下產(chǎn)生桿軸線方向的伸長(zhǎng)或縮短。產(chǎn)生軸向拉伸變形的桿件，其當(dāng)作用力背離桿端時(shí)，作用力是拉力（圖其作用力指向桿端，作用力是壓力（圖b。剪切變形的受力特點(diǎn)是力大小相等、方向相反、作用線平行且距離很近。剪切變形的變形特點(diǎn)是截面沿外力作用方向發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)。剪切面上發(fā)生。扭轉(zhuǎn)變形的受力特點(diǎn)：內(nèi)，作用有大小相等、轉(zhuǎn)向相反的一對(duì)力偶。扭轉(zhuǎn)變形的變形特點(diǎn)：各橫截面繞桿軸線發(fā)生

讓同學(xué)來(lái)回答1、自主學(xué)習(xí)記錄疑點(diǎn)或無(wú)法解決的問(wèn)題，2、組內(nèi)交流在小組長(zhǎng)的組

通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生回答問(wèn)題，引出物體在力的作用下變形是客觀存在的，進(jìn)入課題。當(dāng)有學(xué)生問(wèn)到，或?qū)τ信d趣的學(xué)生可適當(dāng)介紹如下關(guān)系：桿件構(gòu)件 板（殼塊體1課前精心預(yù)設(shè)前置作業(yè)（提綱、探究與感悟組成）組織學(xué)生自主學(xué)習(xí)?！锻聊竟こ塘W(xué)基礎(chǔ)（高教版）相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。N扭轉(zhuǎn)角是指任意兩個(gè)橫截面間的相對(duì)轉(zhuǎn)角，用N表示。

同解決存在的流的結(jié)果。桿件受到通過(guò)桿軸線平面內(nèi)的力偶作用，或受到垂直于桿軸線的橫向力作用.桿件的軸線將由直線變成曲線。以彎曲變形為主要變形的構(gòu)件稱為受彎構(gòu)件，梁是最常見的受彎構(gòu)件之一。.由兩種或兩種以上基本變形組合而成的變形。斜彎曲的外力的作用平面通過(guò)梁軸，但不與梁的縱向?qū)ΨQ面重合。斜彎曲由兩個(gè)相互垂直的平面彎曲組合而成，梁變形后的軸線就不在外力作用平面內(nèi)。受力特點(diǎn)：作用在直桿上的外力作用線與桿軸平行而不重合。偏心壓縮由軸向壓縮和彎曲變形組合而成。在桿件上作用有與桿軸垂直的外力，同時(shí)在垂直于桿軸線的平面內(nèi)，作用有力偶。由彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形組合而成。直桿軸向拉、壓橫截面上的內(nèi)力內(nèi)力是指由外力（或外部因素）引起的桿件內(nèi)各部分間相互的作用力。軸力是指（壓桿中橫截面中的內(nèi)力。F背離截面，軸力取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)。繪制軸力圖時(shí)用平行于桿軸線的坐標(biāo)（x軸）表示橫截面的位置，垂直的坐標(biāo)軸）軸力，按選定的比例尺把正軸力畫在軸的上方，負(fù)軸力畫在軸的下方。三、教師精講桿件四種基本變形及組合變形軸向拉伸和壓縮【工程實(shí)例】工程中有很多桿件受軸向力作用而aAB受拉，桿CB受壓；圖b還如，起吊構(gòu)件的鋼索，斜拉橋的鋼絲束，橋墩等都是軸向拉伸（壓縮）的實(shí)例。

3、小組展示各組依次對(duì)交流的結(jié)果進(jìn)行的展示作出補(bǔ)充或評(píng)價(jià)。4、自我檢測(cè)生可在同學(xué)助學(xué)下完成。

2、巡視導(dǎo)學(xué)巡視課堂，了解情況，對(duì)問(wèn)題與疑點(diǎn)積極引導(dǎo)，適時(shí)點(diǎn)撥。對(duì)學(xué)困生積極鼓勵(lì)，并適度助學(xué)。3、點(diǎn)評(píng)與精講對(duì)各組討論進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行精講，關(guān)鍵是建立解題《土木工程力學(xué)基礎(chǔ)（高教版）思路。根據(jù)約束類型受力圖。

復(fù)習(xí)受力圖的相關(guān)知識(shí)，隨時(shí)注意前后知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)系。剪切【工程實(shí)例】如圖a所示為一個(gè)鉚釘連接的簡(jiǎn)圖。鋼板在拉力F的作用下使鉚釘?shù)淖笊蟼?cè)和右下側(cè)受力（圖b的相互錯(cuò)動(dòng)（圖。當(dāng)拉力很大時(shí)，鉚釘將沿水平截扭轉(zhuǎn)用改錐擰螺釘時(shí)，在改錐柄上手指的作用力構(gòu)成了一個(gè)力偶，螺釘?shù)淖枇υ诟腻F的刀口上構(gòu)成了一個(gè)方向相反的力偶，這兩個(gè)力偶都作用在垂直于桿軸的平面內(nèi)，就使改錐產(chǎn)生了扭轉(zhuǎn)變形，如圖a所示。用力的三要素例如汽車的轉(zhuǎn)向軸（圖b。當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤描述作用在改AB端受到了來(lái)自轉(zhuǎn)向器的阻抗力偶。于是在力。軸AB的兩端受到了一對(duì)大小相等、轉(zhuǎn)向相反的力偶作用，使轉(zhuǎn)向軸發(fā)生了扭轉(zhuǎn)變形。扭轉(zhuǎn)角的概念，如圖

復(fù)習(xí)的同時(shí)，鍛煉學(xué)生的表述能力。《土木工程力學(xué)基礎(chǔ)（高教版）彎曲【試一試】?jī)墒种我话验L(zhǎng)尺子，中間放一重物，尺子會(huì)發(fā)生怎樣的變形呢？T形等（圖縱向?qū)ΨQ面。平面彎曲：梁的彎曲平面與外力作用面相重合的彎曲。直桿軸向拉、壓橫截面上的內(nèi)力內(nèi)力的概念軸力的計(jì)算軸力N為了顯示并計(jì)算桿件的內(nèi)力，通常采用截面法。假設(shè)用一個(gè)截面圖a）分，取左邊部分為研究對(duì)象（圖b，要保持這部分與原來(lái)?xiàng)U件一樣處于平衡狀態(tài)，就必須在被切開處加上NN桿的內(nèi)力FN

就是右部分對(duì)左部分的作用N力。在軸向拉（壓）桿中橫截面中的內(nèi)力稱為軸力。由于直桿整體是平衡的，左部分也是平衡的，對(duì)這部分建立平衡方程：N由Fx

0 FF 0F FN若取右部分為研究對(duì)象，則可得F x

FF0NNFFNN可以看出，取任一部分為研究對(duì)象，都可以得到NN相同的結(jié)果，其實(shí)FF是一對(duì)作用力與反作用力，NN其數(shù)值必然相等。《土木工程力學(xué)基礎(chǔ)（高教版）軸力正負(fù)號(hào)規(guī)定軸力的計(jì)算——簡(jiǎn)捷計(jì)算法：桿件橫截面上的軸力，等于該截面一側(cè)所有軸向外力的代數(shù)和，即F FN 外即 F F FN 背離 指向式中：外力背離所求截面時(shí)取正值，外力指向所求截面時(shí)取負(fù)值。注意：軸力的計(jì)算結(jié)果為正值時(shí)，是指軸力指向背離截面。軸力圖如圖所示，一個(gè)等截面直桿，受力F=6kN，F(xiàn)=9

言。1 23kNF=3kN3（1）根據(jù)各力的作用點(diǎn)將桿件分為AC，CB兩段，分別計(jì)算各段的軸力（2）用簡(jiǎn)捷計(jì)算法計(jì)算軸力

重點(diǎn)指出：根據(jù)什么劃根據(jù)FN

F F背離 指向

（2）AC，CB兩段：AC段內(nèi)取任意截面1-1，向左看： 在AC（或CBF FN1 1

6KN

段）內(nèi)任意截面CB段內(nèi)取任意截面2-2，向左看： 同。F FFN2 1

693KN（3）畫軸力圖（圖四、練一練分析圖示建筑工程結(jié)構(gòu)的受力及變形：屋架上的檁條可根據(jù)學(xué)生情況采用不同形式：《土木工程力學(xué)基礎(chǔ)（高教版）廠房的牛腿柱吊車梁鋼墊板雨篷例題中，計(jì)算軸力時(shí)從截面1-1，截面2-2向右看：

力（向；教師給出F N1F N2 4、反饋小結(jié)五、探究與感悟1、探究：建筑工程還存在哪些變形。2、感悟：建筑工