彈性地基梁理論教學(xué)課件

彈性地基梁理論.16、云無心以出岫，鳥倦飛而知還。17、童孺縱行歌，斑白歡游詣。18、福不虛至，禍不易來。19、久在樊籠里，復(fù)得返自然。20、羈鳥戀舊林，池魚思故淵。彈性地基梁理論.彈性地基梁理論.16、云無心以出岫，鳥倦飛而知還。17、童孺縱行歌，斑白歡游詣。18、福不虛至，禍不易來。19、久在樊籠里，復(fù)得返自然。20、羈鳥戀舊林，池魚思故淵。彈性地基梁理論本講內(nèi)容一彈性地基梁理論概述彈性地基梁的計算模型彈性地基梁的撓度曲線微分方程及其初參數(shù)解彈性地基梁短梁、長梁及剛性梁算例執(zhí)教“流體壓強與流速的關(guān)系”這節(jié)課，上課前筆者經(jīng)過認真研究，確定了本節(jié)課的兩個核心問題：流體壓強和流速之間存在什么關(guān)系？”和“飛機的升力如何產(chǎn)生”。為了讓學(xué)生真正理解知識，筆者采用開展探究活動的方式讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題、總結(jié)規(guī)律，在一系列的活動中，主要遵循以下設(shè)計思路：設(shè)計哪些實驗？選取哪些器材？實驗中需要改變的條件是什么？通過什么方式改變的？改變的實驗條件引起研究對象發(fā)生什么變化？這種變化說明了什么問題？從中獲得最直接的、生動的實驗事實，培養(yǎng)學(xué)生自主探究的能力和對科學(xué)的熱愛。整個教學(xué)過程以學(xué)生動手動腦為主，教師點撥引導(dǎo)為輔，知識的得來水到渠成，學(xué)習的過程興趣盎然。放手實驗，課堂回歸學(xué)生，給教師頗多啟發(fā)。一、導(dǎo)入：吹乒乓球比賽上課開始，筆者出示漏斗和乒乓球并問學(xué)生：將乒乓球放在漏斗里，漏斗口朝下，如果對準漏斗用力向下吹氣，會看到什么現(xiàn)象？然后將學(xué)生的回答板書在黑板上，接著找4名學(xué)生上臺做吹氣演示（強調(diào)用力吹氣的同時松手），讓其他同學(xué)觀察現(xiàn)象并交流產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因，然后漏斗口朝上吹氣，其他同學(xué)觀察現(xiàn)象交流。我們發(fā)現(xiàn)：整個比賽沒有成功者。乒乓球沒有離開漏斗的原因是什么呢？很普通的道具、很簡單的操作、最基本的問題，道出了一個深刻的道理，激發(fā)了探究熱情，效果明顯。二、借我一雙慧眼――是真的嗎多媒體展示4段視頻：1.向兩張自然下垂的紙中間吹氣，紙向外運動。2.硬幣跳高。3.向并行兩船中間注水，船向中間靠攏。4.兩根吸管成直角，一端放在紅水里，對著另一端吹氣，會看到彩虹。模仿電視節(jié)目《是真的嗎》，讓學(xué)生先猜想哪些可能是真的。一石激起千層浪，學(xué)生會根據(jù)自己的想象或者生活經(jīng)驗猜想，繼而利用準備好的器材去嘗試。在實驗的過程中，一定要給必要的溫馨提示，讓學(xué)生能正確地做實驗，同時要相互幫助提醒，看看在實驗中能發(fā)現(xiàn)些什么，并且積極思考，把自己發(fā)現(xiàn)的問題記錄下來，然后全班交流。如此激發(fā)了學(xué)生思考和體驗科學(xué)探究的樂趣，而通過自己動手做實驗，驗證了自己的猜想是否正確，從而進一步會思考：為什么會出現(xiàn)如此的現(xiàn)象呢？知識的得來不再是簡單的灌輸和陳述，而是一步步的探究；得到的知識也不是膚淺的一兩句話或者一兩個符號，而是有生命力的真正的姓“我”的知識?；顒又?，筆者及時對學(xué)生的分組實驗進行指導(dǎo)。比如用注射器向兩船之間注水，一定要保證注射器水平向前，不要向下注水；再比如硬幣跳高的實驗，學(xué)生要離開凳子，蹲下來在硬幣上方水平向前吹氣。對于實驗中敢嘗試、善思考的學(xué)生及時表揚鼓勵，使學(xué)生能夠在課堂上大膽交流、張揚個性，增強他學(xué)習的積極性和主動性。通過此次學(xué)習活動，培養(yǎng)了學(xué)生邏輯思維能力和歸納總結(jié)的能力；在討論交流過程中，培養(yǎng)學(xué)生口頭表述自己觀點的能力，有初步的交流意識。同時，使學(xué)生充分體驗到成功的喜悅，從而進一步培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習物理的興趣，為以后的物理學(xué)習打下基礎(chǔ)。三、關(guān)注細節(jié)，由實驗活動走向思維天空學(xué)生通過活動，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)哪些現(xiàn)象是真的，此時的引導(dǎo)至關(guān)重要，它相當于用鑰匙打開密室的方法。4個實驗，我們都看到了什么相同的現(xiàn)象？――物體的形狀或者運動狀態(tài)發(fā)生了改變；這個現(xiàn)象說明了什么？――物體受到了力的作用；我們都做了什么？――吹氣或者注入水流；而此做法改變了什么？――氣體或者液體的流速。流速的改變導(dǎo)致了物體運動狀態(tài)或者形狀改變，可見流速間接改變的是力，而力的作用效果通過壓強顯示。通過如此的刨根問底，我們找到了流速改變壓強的事實。也就是通過具體的分析，學(xué)生不再停留在實驗現(xiàn)象上，而了解到從現(xiàn)象按圖索驥，追根求源。而整個思維過程，教師始終只是一個引導(dǎo)者，在關(guān)鍵的時刻給你一個啟發(fā)，真正努力去尋找方向的，是學(xué)生自己。很多時候，教師都覺得，學(xué)生活動已經(jīng)很要時間了，再花費時間去教學(xué)生思考，（況且，思考習慣不是一朝一夕就形成的）那還不如直接告訴學(xué)生結(jié)論來得方便。其實，我們教的是關(guān)注，關(guān)注你所看到的任何現(xiàn)象之間的聯(lián)系，每一環(huán)節(jié)是怎么聯(lián)系的，便是知道如何去思考，教會思考，有的時候只是需要活動之后的一個引導(dǎo)，或者一個問題。而筆者在教學(xué)中試著去處理好這樣的細節(jié)，或者細微之處，讓學(xué)生真正體會到知識是經(jīng)過自己的大腦得來的，而這樣得來的知識永生不會忘記。此時，總結(jié)出流體壓強與流速的關(guān)系，再回顧課前的吹乒乓球比賽，學(xué)生也便能說出乒乓球上下方的流速不同導(dǎo)致壓強不同，繼而壓力不同。此時的回顧也不失為一個關(guān)注細節(jié)的行為，學(xué)生課前產(chǎn)生的疑惑也是教師在上課中應(yīng)該關(guān)注的。四、空中的大鳥――飛機的升力筆者問學(xué)生：飛機為什么能夠像鳥一樣在天空中飛？它和鳥有許多相同點。就機翼的形狀看，有什么發(fā)現(xiàn)嗎？根據(jù)學(xué)生反饋的信息，筆者用多媒體課件展示了飛機的機翼與鳥的翅膀的圖片讓學(xué)生觀看，與鳥類的翅膀進行比較，學(xué)生易于理解。接著，筆者運用多媒體Flash動畫展示了飛機飛行情況，并安排活動，讓學(xué)生分組利用卡紙或塑料泡沫制作機翼模型并進行比賽，且評價出優(yōu)秀組給予表揚。此活動，讓學(xué)生在動手的過程中感受機翼的形狀――上凸下平，緊接著用吹風機吹風模擬迎面氣流，會看到機翼模型緩緩升起。升力從何而來？接下來的思考就是利用前面的知識分析，上表面凸起，氣流通過的路程長，上下表面氣流經(jīng)過時間相同，而路程不同會導(dǎo)致速度不同。此時教師只需做個傾聽者，或者是質(zhì)疑者。而學(xué)生由動手感知形狀，實驗感受現(xiàn)象，思考解決疑惑，學(xué)習難點的突破一氣呵成，課堂真正還給學(xué)生，學(xué)生真正做學(xué)習的主人。學(xué)生交流：在生活中，還有哪些物體利用了類似飛機機翼的升力？使知識進一步擴展與延伸。（1）噴霧器的工作原理（2）踢出的香蕉球（3）駛過的轎車后面樹葉向中間飛起（4）火車的安全線如何而來（5）強風為什么能掀起房頂最后，通過小結(jié)培養(yǎng)學(xué)生的綜合概括能力，同時通過講評同步與配套練習題，加深對所學(xué)知識的理解和鞏固，使所學(xué)知識得到進一步升華。反思本節(jié)課教學(xué)，有以下幾點：反思之一：物理教學(xué)要巧用身邊的器具、生活中的器材。利用常見物品做實驗，一來實驗器材學(xué)生能找到、有親近感，做物理實驗不難；二來物理實驗就在身邊，可以在玩中學(xué)、學(xué)中玩，學(xué)生興趣高。這不僅符合新課改思想，也符合學(xué)生的年齡特點和興趣愛好，還能成為學(xué)生喜歡的物理課教師。何樂而不為呢！反思之二：學(xué)生交流合作，提出問題并解決問題是物理課堂教學(xué)不可缺少的環(huán)節(jié)。學(xué)生有問題提出，說明學(xué)生動腦筋了，并通過師生互動，肯定了學(xué)生的思考，從而讓學(xué)生覺得自己學(xué)得有價值。通過生活中的知識得到應(yīng)用的現(xiàn)象的了解，使學(xué)生把物理和生活有機、自然地聯(lián)系起來了，拉近了物理與生活、物理與學(xué)生的距離。反思之三：通過實驗探究、動手制作，滲透自然美的教育，同時也培養(yǎng)了學(xué)生團結(jié)合作的精神，學(xué)生學(xué)習興趣高漲，也明白實驗是檢驗真理的標準。反思之四：使學(xué)生的思維由具體走向抽象，從物理走向生活；通過解釋相關(guān)的物理現(xiàn)象，讓學(xué)生認識到物理知識與人們的日常生活、生產(chǎn)息息相關(guān)；培養(yǎng)了學(xué)生思維的全面性和逆向思維的能力。總之，本節(jié)課的知識目標要求不高，重點是通過探究讓學(xué)生自己得出流體壓強與流速的關(guān)系，并會運用結(jié)論解釋現(xiàn)象，所以在教學(xué)中應(yīng)大膽放手，讓學(xué)生盡可能多地通過動手實驗，感悟流體壓強特點，讓學(xué)生在探究中掌握知識。而在教學(xué)中，教師是合作者、引導(dǎo)者，應(yīng)充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體，培養(yǎng)學(xué)生相互交流、合作的能力，使學(xué)生利用所學(xué)的知識來解釋一些生活中的物理現(xiàn)象，加深學(xué)生知識的理解和應(yīng)用，也認識生活處處都有物理，增強學(xué)生學(xué)習物理的積極性和興趣，真正提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)活動當中采取情境教學(xué)的方式，促使抽象的學(xué)習轉(zhuǎn)變成為生動有趣的學(xué)習，與此同時，小學(xué)生們更容易深入掌握以及理解。小學(xué)生由于缺乏豐富學(xué)習經(jīng)驗以及生活經(jīng)驗，因此，實際的數(shù)學(xué)教學(xué)當中很多學(xué)生難以深入理解抽象概念，課堂效果不佳，學(xué)生也無法深入體會到數(shù)學(xué)對于生活的重要意義意義，難以促使數(shù)學(xué)知識學(xué)以致用。作為數(shù)學(xué)教師，應(yīng)當應(yīng)用生活情境教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣以及有效提高學(xué)生的數(shù)學(xué)能力。[1]一、創(chuàng)設(shè)情境調(diào)動學(xué)生數(shù)學(xué)興趣小學(xué)生正處于具體形象思維向抽象邏輯思維過渡的發(fā)育階段，在理解一些復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題時，難免會出現(xiàn)難以理解的現(xiàn)象。因此在日常的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中，教師應(yīng)該嘗試幫助學(xué)生提高理解能力，讓他們將所學(xué)知識與解題能力融會貫通。在課堂教學(xué)中創(chuàng)設(shè)情境，用生活情境幫助學(xué)生理解數(shù)學(xué)知識，是一個不錯的方法。這種方法一則可以讓學(xué)生理解數(shù)學(xué)知識的內(nèi)在邏輯，用形象生動的例子，加強他們對知識的記憶。二則可以告訴學(xué)生數(shù)學(xué)知識可以直接或間接的應(yīng)用于日常生活，解決日常生活中的各種問題。同時有助于學(xué)生在日常生活中及時的復(fù)習數(shù)學(xué)知識，激發(fā)他們對于數(shù)學(xué)學(xué)習的興趣，在他們心目中埋下一顆熱愛數(shù)學(xué)，熱愛學(xué)習的種子。例如在進行加減乘除的教學(xué)時，可以用生活中的一些例子加強學(xué)生對知識的理解。假設(shè)學(xué)生需要陪父母去超市置辦年貨，一副春聯(lián)售價十元，說購買兩幅或兩幅以上則有兩種優(yōu)惠方式，第一種優(yōu)惠方式是買兩副打八折，買三副打七折。第二種優(yōu)惠方式是滿20元減三元，滿50元減十元。問學(xué)生，如果已購買六幅春聯(lián)，則采用哪一種優(yōu)惠方式更省錢？可以讓學(xué)生展開討論，最終得出結(jié)論。這樣寓教于樂，讓學(xué)生在課堂教學(xué)中解決生活中的實際問題，更有參與感，能夠加深孩子們對于數(shù)學(xué)知識的理解。[2]二、生動形象講解方便學(xué)生深入理解在小學(xué)數(shù)學(xué)的課堂教學(xué)中還注意教學(xué)內(nèi)容和方法的結(jié)合，生動形象地向?qū)W生解釋書本上的內(nèi)容，幫助他們理解數(shù)學(xué)知識中的內(nèi)在邏輯。小學(xué)生對于新事物的好奇心很強，但認知能力仍處在不斷的發(fā)育中，因此對于一些新出現(xiàn)的復(fù)雜的知識，難免感到力不從心，有可能產(chǎn)生挫敗感。這種挫敗感可能會影響他們今后對于數(shù)學(xué)的理解和學(xué)習，以及降低他們對數(shù)學(xué)學(xué)習的興趣。因此，應(yīng)該通過數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)的實用性，從中獲得成就感。除了利用情景教學(xué)創(chuàng)設(shè)日常情境之外，還可以通過一些教學(xué)的輔助工具，烘托課堂的氛圍。例如在進行幾何教學(xué)時，特別是空間幾何教學(xué)時，可以用一些幾何圖形的模具給學(xué)生進行演示，幫助他們進行理解。還可以借助多媒體教學(xué)工具，利用圖形、動畫的方式進行演示。[3]三、精心設(shè)計課堂內(nèi)容以及優(yōu)化課堂環(huán)節(jié)教師應(yīng)該積極投入小學(xué)數(shù)學(xué)的課堂教學(xué)，通過精心設(shè)計的課堂內(nèi)容來吸引學(xué)生，對于數(shù)學(xué)學(xué)習的關(guān)注，同時建立良好和諧的師生關(guān)系，及時幫助學(xué)生解決日常生活中出現(xiàn)的數(shù)學(xué)難題。小學(xué)生的智力還處在發(fā)展過程中，視野也不夠開闊，因此對于一些復(fù)雜的名詞難免產(chǎn)生困惑。教師不能用成人的眼光去要求孩子，而應(yīng)用適合小學(xué)生的標準對他們的學(xué)習成果進行檢驗。同時，由于每一個小學(xué)生都有個體差異性，因此對于不同性格，不同知識水平，不同理解能力的學(xué)生，應(yīng)該采用不同的教育方式。例如對于性格活潑的學(xué)生，可以適當引領(lǐng)他們積極參與課堂教學(xué)。對于性格比較內(nèi)向，不善于言談的學(xué)生，也要在課堂教學(xué)中積極的與他們進行互動。在課堂之下，還可以設(shè)計一些精彩的課后作業(yè)，讓學(xué)生在查找資料，解決難題的過程中，加深對課堂學(xué)習內(nèi)容的理解，提高對數(shù)學(xué)學(xué)習的興趣。例如在學(xué)習年月日的數(shù)學(xué)知識點之前，可以讓學(xué)生私下進行資料的收集活動。例如年在民間有哪些的由來和傳說，閏年是怎么回事兒？為什么會有閏年？為什么每個月的天數(shù)不同會有差異，這其中有哪些的規(guī)律？又應(yīng)該用哪些辦法可以加強記憶？在課堂教學(xué)時，可以讓學(xué)生積極的展開討論，回答這些提前設(shè)好的問題。讓他們由被動的記憶數(shù)學(xué)知識轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極的尋找答案。在課堂教學(xué)之后，還可以布置一些與數(shù)學(xué)課堂教學(xué)相關(guān)的例題，加深學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的記憶，并及時檢驗學(xué)生的上課學(xué)習效果。通過作業(yè)的反饋來及時調(diào)整數(shù)學(xué)課堂內(nèi)容的設(shè)計及時查缺補漏。對于一些理解能力稍弱的學(xué)生可以及時進行幫助，讓他們真正理解和融會貫通數(shù)學(xué)知?R。[4]結(jié)語綜上所述，在小學(xué)的數(shù)學(xué)教學(xué)當中應(yīng)當轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生興趣以及調(diào)動學(xué)生的學(xué)習積極性。本人認為，在數(shù)學(xué)教學(xué)過程之中，應(yīng)當創(chuàng)設(shè)合理情景調(diào)動學(xué)生數(shù)學(xué)興趣、生動形象講解方便學(xué)生深入理解、精心設(shè)計課堂內(nèi)容以及優(yōu)化課堂環(huán)節(jié)。[5]彈性地基梁理論本講內(nèi)容一彈性地基梁理論概述彈性地基梁的計算模型彈性地基梁的撓度曲線微分方程及其初參數(shù)解彈性地基梁短梁、長梁及剛性梁算例1.荷載種類和組合彈性地基梁與普通梁的區(qū)別:普通梁只在有限個支座處與基礎(chǔ)相連,梁所受的支座反力是有限個未知力,因此,普彈性地基梁與地基連續(xù)接觸,梁所受的反力是連續(xù)分布的,彈性地基梁具有無窮多個支點和無窮多個未知反力。單性地基梁是無窮多次超靜定結(jié)構(gòu)。超靜定次數(shù)是無限還是有陽這是它們的一個主要區(qū)別普通梁的支座通?？醋鲃傂灾ё矫媪航o地基以壓力,使地基沉陷,反過來地基給梁以相反的壓力,限制梁的位移。而梁的位移與地基的沉陷在每一點又必須彼此相等,才能滿足變形連續(xù)條件地基的變形是考慮還是略去,這是它們的另一個主要區(qū)別2.彈性地基梁的計算模型由于地基梁擱置在地基上,梁上作用有荷載,地基梁在荷載作用下與地基一起產(chǎn)生沉陷,因而梁底與地基表面存在相互作用反力σ,σ的大小與地基沉降y有密切關(guān)系,很顯然,沉降越大,反力σ也越大,因此在彈性地基梁的計算理論中關(guān)鍵問題是如何確定地基反力與地基沉降之間的關(guān)系,或者說如何選取彈性地基的計算模型問題。計算模型分類:1.局部彈性地基模型2.半無限體彈性地基模型1.局部彈性地基模型1867年前后,溫克爾(E.Winkler)對地基提出如下假設(shè):地基表面任一點的沉降與該點單位面積上所受的壓力成正比。即P(3.1)式中y為地基的沉陷,m;k為地基系數(shù),如a/其物理意義為:使地基產(chǎn)生單位沉陷所需的壓強;p為單位面積上的壓力強度,ka這個假設(shè)實際上是把地基模擬為剛性支座上一系列獨立的彈簧。當?shù)鼗砻嫔夏骋稽c受壓力p時,由于彈簧是彼此獨立的,故只在該點局部產(chǎn)生沉陷y,而在其他地方不產(chǎn)生任何沉陷。因此,這種地基模型稱作局部彈性地基模型。彈性底座圖3.1局部彈性地基模型1.局部彈性地基模型優(yōu)點可以考慮梁本身的實際彈性變形,消除了反力直線分布假設(shè)中的缺點?！倘秉c:口沒有反映地基的變形連續(xù)性,當?shù)鼗砻嬖谀骋稽c承受壓力時,實際上不僅在該點局部產(chǎn)生沉陷,而且也在鄰近區(qū)域產(chǎn)生沉陷。由于沒有考慮地基的連續(xù)性,故溫克爾假設(shè)不能全面地反映地基梁的實際情況,特別對于密實厚土層地基和整體巖石地基,將會引起較大的誤差。口但是,如果地基的上部為較薄的土層,下部為堅硬巖石,則地基情況與圖中的彈簣模型比較相近,這時將得出比較滿意的結(jié)果圖32彈性地基梁的受力和變形2.半無限體彈性地基模型把地基看作一個均質(zhì)、連續(xù)、彈性的半無限體(半無限體是指占據(jù)整個空間下半部的物體,即上表面是一個平面,并向四周和向下方無限延仲的物體)?！虄?yōu)點:方面反映了地基的連續(xù)整體性,另一方面又從幾何上、物理上對地基進行了簡化,可以把彈性力學(xué)中有關(guān)半無限彈性體這個古典問題