土木工程力學(xué)（第三版）教案 5-平面一般力系的平衡

西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師課時(shí)授課計(jì)劃課程名稱《工程力學(xué)-土木》授課學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)授課班級(jí)鐵道工程技術(shù)（高職一年級(jí)）班級(jí)人數(shù)XX授課地點(diǎn)XX授課形式線上線下混合教學(xué)教學(xué)課題2.3平面一般力系的平衡教材資源選用教材：“十二五”國(guó)家規(guī)劃教材《土木工程力學(xué)（第三版）》高等教育出版社，王秀麗主編，2024年出版。參考教材：《工程力學(xué)》王建中主編人民交通出版社，2011年出版。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)掌握平面一般力系的平衡方程；掌握應(yīng)用平衡方程解單個(gè)剛體的平衡問題方法；掌握物體系的平衡分析方法。能力目標(biāo)能夠應(yīng)用平衡方程解析單個(gè)剛體的平衡問題；能夠分析物體系的平衡問題。素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真態(tài)度；培養(yǎng)學(xué)生的分析問題能力。教學(xué)重點(diǎn)重點(diǎn)內(nèi)容應(yīng)用平衡方程解單個(gè)剛體的平衡問題方法突破措施動(dòng)畫演示通過動(dòng)畫演示，引發(fā)學(xué)生興趣，讓學(xué)生掌握應(yīng)用平衡方程解單個(gè)剛體的平衡問題方法；引導(dǎo)歸納觀看視頻后，教師引導(dǎo)學(xué)生梳理歸納應(yīng)用平衡方程解單個(gè)剛體的平衡問題的步驟。教學(xué)難點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容物體系的平衡分析方法突破措施講練結(jié)合小組合作通過講練結(jié)合法加深學(xué)生熟練度；通過小組合作法互幫互助。教學(xué)策略教法學(xué)法講授法、問題導(dǎo)向法、自主探究法、小組合作法等。教學(xué)資源（自建）在線開放課、知到APP、智慧職教云、力學(xué)小實(shí)驗(yàn)、演示動(dòng)畫、微課、PPT、文本、圖片等。教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容課程思政融入點(diǎn)課前自學(xué)教師推送在線開放課中《平面一般力系的平衡》的視頻講解，幫助學(xué)生預(yù)習(xí)知識(shí)。教師在平臺(tái)推送“10.10無錫高架橋垮塌事故”小視頻，讓學(xué)生觀看并發(fā)表感想，同時(shí)思考大橋側(cè)翻的原因。通過觀看“10.10無錫高架橋垮塌事故”小視頻，讓學(xué)生思考大橋側(cè)翻的原因，側(cè)翻過程中涉及到的力學(xué)問題，激發(fā)學(xué)生對(duì)力學(xué)知識(shí)的好奇，同時(shí)樹立警鐘長(zhǎng)鳴的意識(shí)。逐步養(yǎng)成學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，提高學(xué)生主觀學(xué)習(xí)的能動(dòng)性。教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容課程思政融入點(diǎn)課前任務(wù)回顧點(diǎn)評(píng)課前作業(yè)，對(duì)大家提出的有關(guān)大橋側(cè)翻的原因進(jìn)行展示，引起學(xué)生共鳴。樹立學(xué)生警鐘長(zhǎng)鳴、以人為本的意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、依法依規(guī)、實(shí)事求是、遵守規(guī)則的重要性。如圖所示平面一般力系，各力向任意點(diǎn)A平移，得一平面匯交力系和一平面力偶系。匯交力系合成一個(gè)力FR，力偶系合成一個(gè)力偶MA。平面一般力系的平衡條件是，合力FR等于零，合力偶矩MA等于零。表現(xiàn)為代數(shù)式，即為平面一般力系的平衡方程：各方程分別讀作：力系各力在x軸投影的代數(shù)和等于零；力系各力在y軸投影的代數(shù)和等于零；力系各力對(duì)A點(diǎn)之矩的代數(shù)和等于零。此為平面一般力系平衡方程的基本形式，還可表現(xiàn)為有兩個(gè)力矩方程的二力矩式或者三力矩式。無論用哪種形式，對(duì)于一個(gè)剛體，都只能是三個(gè)獨(dú)立方程解三個(gè)未知數(shù)。在平衡方程的學(xué)習(xí)過程中，培養(yǎng)學(xué)生善于總結(jié)的能力，提高將復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化的能力。平面一般力系就像人生中面對(duì)的種種問題，要想保持生活的平衡，總要將一些事情化整為零，去除繁雜。單個(gè)構(gòu)件的平衡問題1、平衡方程的解析步驟應(yīng)用平面力系的平衡方程解單個(gè)剛體平衡問題，其步驟為：①取取隔離體；②畫畫受力圖；③平衡列平衡方程求解。2、選用平衡方程的技巧①盡量不解聯(lián)立方程，即用一個(gè)方程解一個(gè)未知量；②為減少錯(cuò)誤的傳遞，方程中盡量不出現(xiàn)已解出的“未知量”。具體方法為：①讓坐標(biāo)軸垂直于其它未知力，列投影方程；②選其它未知力作用線的交點(diǎn)為力矩中心，列力矩方程。3、鞏固練習(xí)解析教材P40-P41的例題2-8及例題2-9。通過單個(gè)構(gòu)件的平衡問題解析，培養(yǎng)學(xué)生歸納與演繹的方法論，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的學(xué)習(xí)態(tài)度。簡(jiǎn)單物體系統(tǒng)的平衡問題在分析物體系的平衡時(shí)，須注意兩個(gè)方面：（1）解除物體間的約束，在畫單個(gè)物體的受力圖時(shí)，畫準(zhǔn)作用力、反作用力的方位、指向，標(biāo)相同的字符表示大小相等；（2）依據(jù)需求的未知力，選擇計(jì)算順序——按一個(gè)方程解一個(gè)未知力且計(jì)算簡(jiǎn)便的原則，選擇隔離體與平衡方程。鞏固練習(xí)：解析教材P44的例題2-13。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課內(nèi)容，加深學(xué)生對(duì)本次課重點(diǎn)內(nèi)容的理解與掌握。1.平面一般力系的平衡方程；2.單個(gè)構(gòu)件的平衡問題。教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)意圖拓展任務(wù)教師通過“知道APP”數(shù)據(jù)及學(xué)生課