土木工程力學(xué)（第三版）教案 24-結(jié)構(gòu)的幾何組成與靜定性

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)》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8.3結(jié)構(gòu)的幾何組成與靜定性教材資源選用教材：“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)了解靜定性的概念；掌握超靜定次數(shù)的確定方法。能力目標(biāo)能夠分析體系的幾何組成；能夠計(jì)算體系的超靜定次數(shù)。素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)仔細(xì)、認(rèn)真細(xì)心的品質(zhì)。教學(xué)重點(diǎn)重點(diǎn)內(nèi)容幾何組成與靜定性突破措施視頻演示加深理解通過(guò)視頻演示，加深學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)的幾何組成與靜定性的理解。教學(xué)難點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容超靜定次數(shù)的確定突破措施講練結(jié)合小組合作講練結(jié)合加深學(xué)生熟練度；小組合作互幫互助。加強(qiáng)練習(xí)通過(guò)不同習(xí)題，加深學(xué)生對(duì)超靜定次數(shù)確定的熟練度，使學(xué)生熟能生巧。教學(xué)策略教法學(xué)法自主探究法、講練結(jié)合法、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《結(jié)構(gòu)的幾何組成與靜定性》的視頻講解，幫助學(xué)生預(yù)習(xí)知識(shí)；教師推送課前習(xí)題，掌握學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況，以便及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。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)回顧回顧課前視頻，針對(duì)課前視頻中的知識(shí)點(diǎn)，請(qǐng)學(xué)生自主講解，教師補(bǔ)充講解內(nèi)容。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。通過(guò)學(xué)生自主講解，培養(yǎng)其總結(jié)凝練的語(yǔ)言的能力，也可以提高學(xué)生自信心。結(jié)構(gòu)是幾何不變的體系。如圖a所示結(jié)構(gòu)無(wú)多余聯(lián)系。在荷載作用下，平面一般力系三個(gè)獨(dú)立的靜力平衡方程就能完全確定三個(gè)獨(dú)立的未知力。無(wú)多余聯(lián)系的幾何不變結(jié)構(gòu)是靜定結(jié)構(gòu)。圖b所示結(jié)構(gòu)有一個(gè)多余聯(lián)系，圖c所示結(jié)構(gòu)有兩個(gè)多余聯(lián)系。在荷載作用下，僅憑靜力平衡方程不能確定全部未知力。有多余聯(lián)系的幾何不變結(jié)構(gòu)是超靜定結(jié)構(gòu)。通過(guò)“無(wú)多余聯(lián)系的結(jié)構(gòu)不一定是靜定結(jié)構(gòu)，無(wú)多余聯(lián)系的幾何不變結(jié)構(gòu)才是靜定結(jié)構(gòu)；有多余聯(lián)系結(jié)構(gòu)不一定是超靜定結(jié)構(gòu)，有多余聯(lián)系的幾何不變結(jié)構(gòu)才是超靜定結(jié)構(gòu)”這一知識(shí)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題時(shí)應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、多方面考慮，不要漏掉條件。另外，判斷結(jié)構(gòu)如此，日常中判斷他人和事物也應(yīng)如此。我們應(yīng)該全面考慮問(wèn)題，不應(yīng)以某一面來(lái)判斷他人或事物。片面的判斷往往不準(zhǔn)確。確定超靜定次數(shù)一個(gè)聯(lián)系對(duì)應(yīng)一個(gè)力。多余聯(lián)系對(duì)應(yīng)的未知力稱為多余未知力。超靜定結(jié)構(gòu)多余未知力的個(gè)數(shù)稱為超靜定次數(shù)。超靜定次數(shù)等于多余聯(lián)系數(shù)。可以將超靜定結(jié)構(gòu)看成在靜定結(jié)構(gòu)上，增加若干約束所構(gòu)成。因此，確定超靜定次數(shù)常見的方法是，撤除一些約束，使之變?yōu)殪o定結(jié)構(gòu)。所撤除約束的聯(lián)系數(shù)即為超靜定次數(shù)。試分別用小實(shí)驗(yàn)、算式兩種形式對(duì)圖中所示結(jié)構(gòu)進(jìn)行幾何組成分析，并判斷結(jié)構(gòu)的靜定性。分析：用實(shí)驗(yàn)元件拼裝，逐步擴(kuò)大幾何不變體系。體系幾何不變，無(wú)多余聯(lián)系。為靜定結(jié)構(gòu)。試分別用小實(shí)驗(yàn)、算式兩種形式對(duì)圖中所示結(jié)構(gòu)進(jìn)行幾何組成分析，并判斷結(jié)構(gòu)的靜定性。分析：用實(shí)驗(yàn)元件拼裝。體系幾何不變，多一聯(lián)系。為一次超靜定。試分別用小實(shí)驗(yàn)、算式兩種形式對(duì)圖a、b、c所示體系進(jìn)行幾何組成分析，并判斷結(jié)構(gòu)的靜定性。分析：用實(shí)驗(yàn)元件拼裝，逐步擴(kuò)大幾何不變體系（圖d、e、f）：a)體系幾何不變，無(wú)多余聯(lián)系。為靜定結(jié)構(gòu)；b)體系幾何不變，無(wú)多余聯(lián)系。為靜定結(jié)構(gòu)。c）體系幾何不變，多三個(gè)聯(lián)系。為三次超靜定結(jié)構(gòu)。體系幾何不變，無(wú)多余聯(lián)系。為靜定結(jié)構(gòu)。b)視幾何不變且無(wú)多余聯(lián)系的部分ABCD為剛片體系幾何不變，無(wú)多余聯(lián)系。為靜定結(jié)構(gòu)。c）（多三個(gè)聯(lián)系）體系幾何不變，多三個(gè)聯(lián)系。為三次超靜定結(jié)構(gòu)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)元件拼裝，以理論聯(lián)系實(shí)際，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的思維。通過(guò)講練結(jié)合的方式培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)問(wèn)題的能力。并引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題時(shí)應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、多方面考慮，不要漏掉條件。另外，應(yīng)該全面考慮問(wèn)題，不應(yīng)以某一面來(lái)判斷他人或事物。片面的判斷往往不準(zhǔn)確。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(guò)“知道APP”平