大学工程力学教案

精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 1 / 15 大学工程力学教案 开课单位：航海学院 专 业：轮机工程 授课对象：轮机工程本科 主讲教师：张敏 1 课程的教学目的和要求 工程力学是一门理论性较强的技术基础课，是高等院校工科专业的必修课。 的 通过本课程的学习，使学生掌握物体问题，初步学会分析、解决一些简单的工程实际问 题培养学生解决工程计算中有关强度、刚度和稳定性问题的能力，以及计算能力和实验能力， 为工程设计打下必要的基础。 论知识方面 能正确地选取分离体并画出受力图，比较完整地理解力、力矩和力偶的基本概念和性 质，能熟练计算力的投影和力矩； 掌握运用各类平面力系的平衡方程求解单个物体及简单物系的平衡问题的知识； 掌握分析杆件内力并做相应内力图的基本知识； 掌握分析杆件的应力、应变，进行强度和刚度计算的精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 2 / 15 基本知识； 对应力状态和强度理论有一定认识，并能进行组合变形下杆件强度计算； 初步学会分析简单压杆的临界载荷，并进行压杆稳定性的校核； 能 方面 具有从简单的实际问题中提出理论力学问题并进行分析的初步能力； 初步具备计算强度、刚度、稳定性的计算及构件设计的能力； 初步具备合理选材及对常用材料基本力学性能进行测试的能力。 教材及参考书目 材 西南交通大学应用力学与工程系编， 工程力学教程，北京：高等教育出版社， 2004。 范钦珊主编，工程力学，北京：清华大学出版社，2005。 范钦珊主编，工程力学，北京：机械工业出版 社，2002。 王振发主编，工程力学，北京：科学出版社， 2003。 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 3 / 15 上海化工学院、无锡轻工业学院编， 工程力学 上册），北京：高等教育出版社， 2001。 周松鹤，徐烈煊编，工程力学，北京：机械工业出版社， 2007。 习题 习题是本课程的重要教学环节，通过习题巩固讲授过的基本理论知识，培养学生自学能 力和分析问题解决问题的能力。本课程课后习题量较大，在讲授完每次内容后，均安排有一 定数量的习题、思考题，作业每周收一次。 实验环节 实 验是本课程的重要的教学环节。要求学生掌握工程力学的基本实验方法，能独立进行 操作，正确地处理实验结果并完成实验报告， 教学内容 静力学部分 第一章 静力学的基本概念 第二章 平面汇交力系 第三章 力矩、平面力偶系 第四章 平面一般力系 第五章 摩擦 受力图 2 第六章 空间力系和重心 材料力学部分 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 4 / 15 第一章 轴向拉伸和压缩 第二章 剪切 第三章 扭转 第四章 弯曲内力 第五章 弯曲应力 第六章 弯曲变形 第七章 应力状态和强度理论 第八章 组合变形构件的强度 第九章 压杆的稳定性 教学方法： 1、 课堂教学手段主要采用多媒体。 2、 采用启发式教学，鼓励学生自学，以“少而精”为原则，精讲多练； 3、 加强与学生的沟通，增加课堂讨论，调动学生的主观能动性。 学习方法提示： 1、提前预习，以提高听课效率； 2、认真做好课堂笔记； 3、课后认真复习 ，以巩固所学知识； 4、 独立按时地完成课后作业，以便掌握课程学习的实际情况。 成绩评定方法： 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 5 / 15 1、平时成绩占 0%；如作业缺三次，平时成绩扣一半；如 缺五次，没有平时成绩； 2、期末考试成绩占 0%。 考核方式： 闭卷。 静力学部分 第一章 静力学的基本概念 一、教学要求 1、使学生了解本课程的研究对象、研究内容，明确学习本课程的目的； 2、掌握力和刚体的概念及静力学公理； 3、掌握约束及约束反力的基本知识 ； 4、初步掌握物体及简单物系的受力分析，合理选择分离体并画出受力图。 二、本章重点 本章讲授的重点是“静力学公理”，“约束和约束反力”“物体的受力分析和受力图”。 三、学时和教案安排 本章讲授 学时，安排 个教案。 受力图 3 1、教学内容 本讲介绍静力学的研究对象、研究内容及学习方法，重点介绍力与刚体的概念以及静力 学公理。 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 6 / 15 2、教学方法 从本课程能解决的问题着手介绍本课程的研究对象、研究内 容及如何学好本课程，然后 介绍力和刚体的基本概念，重点介绍静力学公理。 3、教学手段 多媒体教学。 4、注意事项 强调本课程的特点，着重强调学好本课程必须完成大量的课后作业，同时说明只要努 力一定能学好本课程。 1、教学内容 本讲介绍常见的约束类型与约束反力特性，对物体和简单物系进行受力分析，画受力图。 2、教学方法 举例说明柔索、光滑面、铰链、固定铰支、活动铰支、固定端约束，并按照选定研究对 象、画分离体、画受力图的过程依次介绍，这是整个工程力学的基础知识。需要讲解大量的 例题。 3、教学手段 采用多媒体，介绍约束类型和受力图时结合常见的例子，可利用图片予以形象地说明。 4、注意事项 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 7 / 15 必须向学生强调画分离体和受力图是进行力学分析的起始和关键，非常重要。另外，需 要强调二力杆的判断一定准确，物系内力在画整体受力图时不需要画。 第二章 平面汇交力系 一、教学要求 1、 掌握平面汇交力系合成的几何方法和解析方法； 2、 掌握平面汇交力系平衡方程 求解及应用。 二、本章重点 本章重点介绍平面汇交力系合成的解析法以及平面汇交力系平衡方程的求解。 三、学时和教案安排 本章讲授 学时，安排 1 个教案。 1、教学内容 本讲介绍工程中的平面汇交力系问题，包括其合成的几何法及几何条件，解析法及平衡 方程的求解。 2、教学方法 从简单的工程实际中的平面汇交问题介绍平面汇交力系的概念，平面汇交力系的几何法 及几何条件，重点介绍解析法。 3、教学手段 多媒 体教学，对比几何法和解析法。 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 8 / 15 4、注意事项 需要理解平面汇交力系平衡的几何条件和解析条件。 第三章 力矩 一、教学要求 平面力偶系 1、 理解力矩、力偶的概念、力偶的三要素及力偶的等效定理； 2、 掌握平面力偶系的合成与平衡方程求解。 二、本章重点 本章重点介绍平面力偶系的合成与平衡方程求解。 三、学时和教案安排 本章讲授 学时，安排 1 个教案。 1、教学内容 本讲介绍力矩 、力偶的概念、力偶的三要素及力偶的等效定理，重点介绍平面力偶系的 合成与平衡方程求解。 2、教学方法 从扳手转动螺母开始介绍力矩，从拧水龙头介绍力偶的概念及力偶的性质，然后根据力 偶的性质说明平面力偶系如何合成，从而引入平面力偶系的平衡问题。 3、教学手段 多媒体教学，举例说明。 4、注意事项 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 9 / 15 力偶不能与一个力等效，也不能用一个力与之平衡。 第四章 平面一般力系 一、教学要求 1、 理解力线的平移定理，掌握平面任意力系 向其作用面内任一点的简化方法； 2、 理解平面力系的主矢与主矩的概念； 3、 了解平面任意力系的平衡条件及平衡方程的各种形式； 4、 了解静定与静不定问题的概念； 5、 初步掌握简单物系的平衡问题。 二、本章重点 本章重点介绍平面汇交力系合成的解析法以及平面汇交力系平衡方程的求解。 三、学时和教案安排 本章讲授 学时，安排 个教案。 1、教学内容 本讲介绍力线平移定理、平面一般力系向一点简化及简化 结果分析、合力矩定理。 2、教学方法 先介绍工程实际中的平面一般力系问题，然后提出如何解决，引入力线平移定理进而介 绍平面一般力系向一点精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 10 / 15 简化的方法并就简化结果进行分析，同时介绍合力矩定理。 3、教学手段 多媒体教学。 4、注意事项 力线平移定理是力系简化的理论基础，一定要把握，对力系的简化结果一定要清楚。 1、教学内容 本讲介绍平面一般力系的平衡条件与平衡方程及平面平行力系的平衡方程。 5 教 案 200年第二学期 课程名称 工程力学 工程管理专业 2009 级 工程力学教程，西南交通大学应用力学与 工程系编，第 2 版，高等教育出版社 专业、年级、班级 主教使 讲师用 教职教 师 称 材 福建农林大学金山学院 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 11 / 15 教案编写说明 教案 又称课时授课计划 ,是任课教师的教学实施方案。任课教师应遵循专业教学计划制订的培养目标，以教学大纲为依据，在熟悉教材、了解学 生的基础上，结合教学实践经验，提前编写设计好每门课程每个章、节或主题的全部教学活动。教案可以按每堂课设计编写。教案编写说明如下： 1、编号：按施教的顺序标明序号。 2、教学课型表示所授课程的类型，请在理论课、实验课、习题课、实践课及其它栏内选择打“”。 3、题目：标明章、节或主题。 4、教学内容：是授课的核心。将授课的内容按逻辑层次，有序设计编排，必要时标以“ *”、“ #”“？”符号分别表示重点、难点或疑点。 5、教学方式、手段既教学方法，如讲授、讨论、示教、指导等。 教学媒介指教科书、板书、多媒体、模型、标本、挂图、音像等教学工具。 6、讨论、思考题和作业：提出若干问题以供讨论，或作为课后复习时思考，亦可要求学生作为作业来完成，以供考核之用。 7、参考书目：列出参考书籍、有关资料。、日期的填写系指本堂课授课的时间。 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 12 / 15 编号： 教师姓名：乔惠云职称：助教 编号： 福建农林大学金山学院教案 编号： 教师姓名：乔惠云职称：助教 第一章 静力学基础 1力学的基本概念 一 力的概念 1. 力：是物体间的相互机械作用。 2. 力的作用效果：使物体的运动状态发生变化，也可以使物体发生变形。 3. 力的三要素：力的大小、方向 、作用点。 力的大小反映了力的强弱。 力的方向反映了力的作用线在空间的方位和指向。 力的作用点是物体相互作用位置的抽象化。只要改变其中任何一个要素，力对物体的作用效应也会随之改变。 4理解力的概念应该注意以下几点：力不能脱离物体而独立存在。有力存在，就一定有施力物体和受力物体。 力总是成对出现，即有作用力，就必有其反作用力存在。 力是矢量，对物体的作用效应取决于力的三要素。 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 13 / 15 力使物体运动状态发生变化的效应称为力的外效应，使物体产生变形的效应称为力的内效应。静力学只研究力的外效应，材料力学研究力的内效应。 的单位为牛顿，符号是 N，工程力学中常用 1000N。 6 力的表示：力的三要素可用带有箭头的有向线段来表示。线段的长度表示力的大小，箭头的指向表示力的方向，线段的起始 点或终止点表示力的作用点。通过力的作用点 ，沿力的方向的直线，叫做力的作用线。用表示。 二 刚体：在力的作用下形状和大小都保持不变的物体称为刚体。 刚体是一个抽象化的力学模型，在一定的条件下可以把物体抽象为刚体。在自然界中，绝对的刚体实际上是不存在的。 三 平衡：是指物体相对于地球保持静止或做匀速直线运动状态。平衡是物体机械运动的特殊情况，平衡是相对的。静止或平衡总是相对于地球而言的。 1公理 1：二力平衡公理：刚体只受两个力作用而处于平衡状态时，必须也只须这两个力的大小相等，方向相反 ，且作用在同一条直线上。 二力平衡公理是力学最简单力系平衡的必要和充分条精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 14 / 15 件，是研究力系平衡 的基础。但是它只适用于刚体，对于非刚体，只是必要的，不是充分的，即并 非满足受等值，反向，共线的作用力就平衡。 图 1力杆：只有两个着力点而处于平衡的构件，称为二力构件。当构件呈杆状时，称为二力杆。 二力杆受力特点：所受二力必沿其两作用点的连线。在图 1的 就是二力杆，二力等值，反向，共线。 公理 2：加减平衡力系公理：作用在已知力系的刚 体上，加上或减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效果。 推论：力的可传性原理： 作用于刚体上某点的力，可沿其作用线移到刚 体上任意一点，而不改变该力对刚体的作用效果。 图 1理 3：力的平行四边形公理：作用于物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力也作用于该点上。合力的大小和方向， 用这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线确定。 图 1 2两力的合力，可以用一个矢量式表示如下：精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 15