《化工机械基础》中力学部分的外力与内力

1、化工机械基础中力学部分的外力与内力化工机械基础课程的内容包含物体的受力分析与计算、构件的强 度、化工机械常用材料、化工容器和机械传动基本知识。教材前面两部分 的力学知识是整个教材的基础。在力学部分的教学中 , 外力与内力是两个 重要的概念 , 学生在学习过程中容易混淆 , 捉摸不透 , 甚至会出现理解错 误。一、力学部分中外力与内力的概念1、外力 : 外力就是物体间的相互作用。2、内力 : 内力是指构件为抵抗外力作用 , 在其内部产生的各部分之间 的作用力。二、力学部分中外力与内力的关系1、外力与内力的相同点(1) 外力与内力都是矢量 , 它们均具有大小、方向、作用点三个要素。(2) 外力与内

2、力都是有作用力与反作用力 , 它们的作用力与作用力大 小相等、方向相反、作用在同一条直线上 , 其性质均符合作用与反作用公 理。(3) 外力与内力的计算的方法是一样 , 均要遵守矢量的运算法则。通常 情况下 , 首先确定直角坐标系 , 运用静力平衡方程进行求解。(4) 外力与内力 , 它们同时产生 , 同时消失 , 联系紧密。(5) 外力与内力的图示方法是一样。2、力学部分中外力与内力的不同点(1) 外力与内力的地位不同 , 外力是产生内力的原因 , 内力是外力产生的结果(2) 通常情况下 , 内力随着外力的增大而增大 , 但内力的增大是有限的 当材料的内力增大到一定限度时 , 就不再随着外力

3、的增大而增大 , 构件就 要产生破坏。(3) 外力与内力的作用效果不同 , 外力的作用效果是使物体产生运动 , 而内力的作用效果是使构件产生变形。(4) 外力与内力的正负意义不同。外力为正 , 说明与所选坐标轴的正方 向相同 ,外力为负 , 说明与所选坐标轴的正方向相反。内力的正负在构件的 不同变形中含义不一样 ,在构件的拉压变形中 ,通常规定拉为正 ,压为负 ; 在构件的剪切变形中 , 通常规定逆时针转向为正 , 顺时针转为负 ;在构件的 弯曲变形中 , 通常规定引起构件下凸变形的为正 , 引起构件上凸变形的为 负。三、力学部分中外力与内力的讲解要点1、外力与内力的力学模型外力的力学模型是刚

4、体 , 刚体是一种假设 ,是指在外力的作用下不产 生变形的物体 , 主要是研究物体的受力平衡问题 , 为了使问题简化 ,不考虑 物体的变形 , 也是本教材与与初中物学中力学知识的衔接。内力的力学模 型是构件 , 但构件要符合均匀连续性假设和各向同性假设 , 即构件材料的 性质在各处都相同 , 组成构成的材料连续毫无间隙、不同方向的力学性能 都一样 ,主要研究构件的强度和刚度 , 构件在内力的作用下会产生变形 ,把 构件所产生的变形分为拉伸、压缩、剪切、扭转、弯曲及其它们的复合 ,但变形量是有限的2、外力具有直观性 , 内力比较抽象外力具有直观性 , 在日常生活中 , 用绳子起吊重物的力 , 用

5、手推物体在 平面上运动的力 ,都是外力 ,同学们容易理解。内力存在于材料内部 ,比较 抽象, 在具体的计算中 , 先要通过一个假想截面将构件截开 , 将内力暴露出 来,在讲课中要充分发挥现代技术的优势 , 采用幻灯、投影、电脑、录像等 现代教学手段 , 进行教学演示和讲解 , 能够极大地调动学生学习的热情 ,增 加教学的直观性和趣味性 , 提高学生学习的兴趣和效率。3、利用实验加深理解和记忆教师在授课时 ,应积极采用教学仪器、教学设备进行模拟和演示 , 让学 生获得感性认识 , 产生兴趣 ,引导学生仔细观察 ,认真归纳总结 , 由感性认 识上升到理性认识。可以用弹簧来演示 , 用手拉长弹簧时

6、, 作用于弹簧上的 拉力就是外力 , 而弹簧各质点的位移就是在内力的作用下产生的。也可以 通过材料的拉伸试验、弯曲试验 ,测试外力与变形的数值关系 , 来推论来外 力与内力之间的变化关系。4、精心设计板书在板书设计上 , 力求科学、合理、清晰 ,便于讲解。讲解外力和内力两 个概念时 , 在黑板左侧 , 采用对称的方式进行书写 , 保留不擦 , 便于比较 ,一 目了然 , 保证有较长的时间向学生传递信息。在黑板的右侧 , 配合图形和例 题加以说明 , 内容可以不断更新。通过对板书的设计 , 有利于学生对知识的 理解和记忆 , 有利于学生对知识的吸收和巩固。5、鼓励与引导学生参与教学过程 , 提高

7、学生学习的主动性 学生具有一定的好奇、好动、好胜心理 , 具有一定的独立思维与表达判断能力。教师在教学中 , 要鼓励学生主动发言、参与讲解、动手演示、 专题讨论。教师适时地归纳和总结 , 不断地鼓励和引导 , 通过学生的参与 , 活跃学生的思维 , 培养学生的探索能力和创新精神 , 提高学生学习的主动 性。6、丰富教学语言 , 调控好学习氛围教学语言是教师传授知识的重要载体 , 也是对课堂教学进行调控的重 要手段。教学语言贫乏无味、平铺直叙 , 会造成课堂教学气氛死板、无生 机,学生没有学习的热情。教师要提高语言艺术 , 设计好教学语言 ,用语言 感染学生。课堂教学语言要富有趣味性、启发性、形象性 , 通过语调轻重 缓急的变化 , 吸引学生的注意力 , 打开学生思路 , 引导学生思维 , 使学生在 轻松、愉快的氛围中学习。化工机械基础力学部分中的外力与内力 , 是一对相近而不同的概 念。教师讲课中 , 通过分析与对比 , 理顺外力与内力之间的关系 , 配合相关 的图形和实验 , 调控好学习气氛 ,引导学生参与教学、主动思考 ,帮助学生