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文档简介
第一篇工程力学基础工程力学的内容和任务本节需要掌握以下内容:1.为什么要学习工程力学?机械在工作时其构件将受到力的作用,作用力会改变其运动状态或者使其尺寸和形状发生改变,甚至当力过大时会使构件过度变形甚至损坏,所以在设计机械的时候要正确地分析计算构件的受力情况、承载能力。工程力学为之提供重要的理论基础。工程力学的内容工程力学通常分为两大部分:理论力学和材料力学理论力学是研究刚体(理想化物体,受力后形状和体积不发生改变)机械运动一般规律的科学。内容包含静力学、运动学和动力学。本章只学习静力学的基础部分。
材料力学研究一定材料、形状尺寸的工程构件在外力作用下变形和破坏规律,以及为保证机械或工程结构的正常工作选择适宜的材料、确定合理的结构形状和尺寸,为保证构件既安全又经济的要求,提供基本理论和基本计算方法。工程力学研究的主要问题:综合起来看有以下三方面:①物体受力分析的方法及物体平衡时作用力之间的关系;②物体的运动规律及作用于物体上的力与运动变化之间的关系;③构件受力变形和破坏规律及承载能力本篇侧重内容
工程力学内容非常广泛和丰富,限于学时,本章仅侧重理论力学里边的静力学部分和材料力学的基本内容,运用其基础理论分析解决机械工程的实际问题。第七章零件的受力分析
和计算
研究对象:平衡状态的刚体或刚体系统研究内容:①物体的受力分析;②力系的简化;③物体在力系作用下处于平衡的条件及其在工程实践中的应用。静力学基本知识1、名词介绍:
(1)力系:F1F2Fn(2)平衡力系:F2F1Fn若平衡,则称为平衡力系。同时作用在物体上的一群力。(3)等效力系:=P1P2Pn若两个力系对同一物体的作用效果相同,则互称为等效力系。(4)合力、分力:F1FnF2F1FnF2=FR若一个力和一个力系等效,则该力称为合力,力系中各力称为此力的分力2、力学模型:
刚体:受力时不变形体的物体
刚体系:(物系)3、内容:(1)力系的简化:
用简单力系代替复杂力系,作用效应不变。(2)力系的平衡条件:
物体处于平衡状态时,力系应满足的条件。
平衡:指物体相对于地面保持静止或作均速直线运动一、力的概念:
定义:物体间的相互作用外效应:运动状态改变。(理力)内效应:变形。(材力)三要素:大小、方向、作用点。力的图示:FP文字符号:箭头,代表力的指向力的作用线线段长度代表力的大小线段的起点或终点为力的作用点印刷体:黑体字母——力矢。
普通字母——力的大小。手写体:F——力矢。
F——力的大小。力单位:NKN
牛千牛二、约束的概念:自由体:能在空中自由运动(飞机、卫星)非自由体:某些方面的运动受到周围物体的限制
(灯绳、合页轴、铁轨)(1)约束:阻碍物体运动的限制物(2)约束反力:约束作用于被约束物体上力
作用点:接触处
方向:永远与所限制的运动方向相反
大小:未知待求(被动力)(3)主动力:约束反力以外的其它力能主动引起物体运动的力。例如主动力大小一般已知(重力、风力、牵引力)如:
三、静力学公理(公理与定律;定理、推理与推论)
1、公理一(二力平衡公理):T1T2GF1F2若刚体受二力作用而平衡,则必、充条件为:此二力等值、反向、共线。(1)适于刚体。(2)二力构件(二力杆):
只受二力作用而平衡的构件或杆件。F1F2
F1F2F1F2
(拉杆)(压杆)
2、公理二(加、减平衡力系公理):
在作用于刚体上的任一力系中,加上或减去任一个平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用受力特点:所受两力必沿两力作用点连线F1F2F3P1P2=F1F2F3(适于刚体)
3、推论一(力的可传性原理)
作用在刚体上的力可沿其作用线移动,而不改变该力对刚体的作用效应。=FF2F1F1(令F1=F2=F)
(适于同一个刚体)
4、公理三(力的平行四边形法则):
作用于物体上同一点的两个力可以合成为作用于该点的一个合力,它的大小和方向由这两个力的矢量为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。矢式:R=F1+F2F1F2RF1F2RF2F1R(适合于任何物体)(逆过程也成立,一般正交分解)F1F2F力三角形法则:
5、推论二(三力平衡汇交定理)
刚体受不平行的三力作用而平衡时,此三力作用线必共面,且汇交于一点。证:=F1F2F3F3F2F1R1、只适于刚体2、三力汇交一点,只是平衡的必要条件3、三力构件,若已知三力作用点和任两力作用线则可定出第三力作用线。
ooABCC如:(并不平衡)F1F2F3
6、公理四(作用、反作用定律)
两物体间相互作用的一对力,总是等值、反向、共线,并分别作用在这两个物体上。..GGNN(1)适于任何物体。(2)(G、N)是平衡力;
N是作用力,N‘
是反作用力四、几种常见的约束及反力:(一)柔索约束:柔绳、皮带、链条等。
特征:只限制沿柔索中心线伸长方向的运动。
反力:作用点:联结点。作用线:沿柔索。指向:背离被约束体。(拉力)
例如GGF1F2GGFAFBFCFDFEABCDEFAFBFCFDF1F2F1F2(二)光滑接触面约束:
(不计摩擦)特征:只限制沿接触处公法线做压入光滑面的运动.公法线FN反力:
作用点:接触处
作用线:沿接触处的公法线
指向:指向被约束体BCAFAFBFCG(压力)(三)光滑铰链约束
带孔的构件套在圆轴(销钉)上。
特征:只限制构件间的相对移动。不限制构件间的相对转动。(在垂直于轴线的平面内)传力特点:带孔构件与销钉直接作用。(A)固定铰支座:底座固定。例如FFFFFyFx
反力F:作用点、作用线、及指向,均随主动力而变。通常用互相垂直的Fx与Fy表示.
(二力构件除外)
简图:(B)中间铰链:
仅有两个带孔的构件,套在销钉上,且节点处不受外力。
FFFFFxFyFyFx(1)(2)(1)(2)(1)(2)构件(1)与构件(2)互为约束
满足作用力与反作用力的关系
通常用(Fx、Fy),(Fx'、Fy')表示(二力构件除外)简图:例:BACFCBFCFBFFCCAFAyFAx先识别二力构件;中间铰链处:作用力与反作用力关系。(C)可动铰支座:底座与支撑面间有辊轴。(轴支座)公法线F
只限制沿垂直支撑面方向的运动。
反力F:沿支撑面法线,通过销钉中心,指向可假设。简图:(四)链杆约束:两端铰接,中间不受力的直杆(二力杆)ABABFAFBAFA(A处为中间铰链)反力:沿链杆中心线,指向可假设。(只限制沿链杆中心线的运动。)===(五)齿轮副约束力节圆公切线连心线(六)轴承约束(A)径向轴承(向心轴承):只限制沿半径方向的运动。轴线FAyFAx(B)止推轴承:既限制沿半径方向的运动,又限制沿轴线方向的运动。FxFzFy(七)球形铰链支座:
球状物体置于球窝形支座内,只限制任何方向的移动。FxFyFz(八)固定端五、物体的受力分析与受力图
受力分析:
所研究物体共受几个力的作用,每个力的作用点、作用线、指向是怎样的?
受力图:
所研究物体的简图单独画出,在上面画上其所受全部主动力和全部约束反力的图形。
步骤:
(1)确定研究对象(取分离体),并把其简图单独画出。(2)画上其所受主动力。(3)画上其所受约束反力。例:已知F,试画出AB梁的受力图。解:(1)取AB梁为研究对象。(2)画主动力F。F(3)画反力FB,FAx,FAy。FBBAFAxABFFAy或:按三力平衡汇交定理FBBAFFAO
例:已知P。试画出AD杆、BC杆及构架整体受力图DABCPBCFBFCABDPFBFAxFAyABDPOFBFAABCDPFCFAxFAy(系统内力)(系统外力)例:三铰刚架,已知F。试分别画出AC、BC构架及刚架整体受力图ABCF解:BCFCFBACFFCFAxFAyABCFFBFAxFAy例:已知P。试分别画出AB、BC杆、销钉C及构架整体的受力图。解:ACFAFCABCFBFCBCFFCAFCBACFFCBFA(AC杆含销C)ABCFFBFA例:BCDEFDFECGFOFCOBCFBFEHFCBACDFCOFCBFDFAxFAyGFADEFBFAxFAy例:A
BCF1F2ACF1FCxFCyFAxFAyBCF2FcxFcyFBxFByCABFAxFAyFBxFByF1F2例:BCFCBFBACPFCAxFCAyFAxFAyCGFCBFCAxFCAyACPGFCBFAxFAyABCPGFBFAxFAy例:OABPBPFBAFB例:P.OCABDPABDFAFBFD例题.
由水平杆AB和斜杆BC构成的管道支架如图所示.在AB杆上放一重为P的管道.A,B,C处都是铰链
连接.不计各杆的自重,各接触面都是光滑的.试分别画出管道O,水平杆AB,斜杆BC及整体的受力图.ACBDOP解:(1)取管道O为研究对象.OPND(2)取斜杆BC为研究对象.CBRCRBABDND´RB´XAYA(3)取水平杆AB为研究对象.(4)取整体为研究对象.ACBDOPRCXAYA画受力图的注意事项
(1)首先必须明确研究对象,将它从周围物体的约束中分离出来,单独画出这个物体的轮廓图形;(2)研究对象的运动或平衡,是受其他物体作用的结果,必须画出周围所有物体对它的作用力,即所受的一切主动力和约束反力;(3)研究对象对周围物体的作用力不要画出;(4)不要单凭感性判断去画,要根据约束性质画出反力,确定反力的方向时,可借助于以下各点:确定反力的方向时,可借助于以下各点:*
是否与二力构件相连,是,则由二力构件的分离体图确定二力构件的连接点受力方向,而它的相反方向(反作用力的方向)就是所求方向;
*研究对象是否是三力构件,是,则已知两个受力方向,可利用三力平衡汇交定理确定方向;*根据主动力系和约束的性质确定反力方向;
*
有时可考虑用结构的整体分析确定反力方向.结构的全面受力分析可参考以下步骤:*整体结构如果只有三处约束,其中两个方向已知,可用三力平衡汇交定理确定方向。只有在原图上进行整体分析时才可不用拆除约束,设想已经去掉了;
*对各单件分析时,首先找出二力构件进行分析;再找出可利用三力平衡汇交定理的三力构件,确定反力方向;
*最后分析复杂受力构件,未知方向的力按给定坐标方向分解ABCDEFPRBRAPTGBRBDABDCPETEADCTCRATFRDRD’例:三力平衡汇交点E作业:教材P12页思考题全看一遍习题:1-3;1-4;1-5止推轴承教師專業發展評鑑
推動策略姚素蓮一、學校擁有發展課程的決定權:我們如何決定?課程決定的信心多大?課程決定規準是主觀?客觀?專業?隨意?檢視課程理論與學校現場二、教師自主決定:1.課程設計2.教學實施3.學生輔導4.教學評量5.班級經營教師的專業知能如何?
三、教師專業表現1.建構學校課程、教材2.靈活有效啟發學生3.培養學生帶著走的能力四、教師專業自主的省思1.教師自主VS.專業提升2.自主衝突VS.專業判斷3.判斷標準VS.衝突、和諧4.職場現象VS.專業知識五、評鑑為溝通與協商的歷程推動策略宣導→溝通→實作
↑↓培訓檢討評鑑回饋←結果運用←人員
實用正當可行具體壹、宣導一、對象:行政人員、教師、家長二、教師專業發展需求日殷三、評鑑的本質與目的是為教師專業發展四、試辦是找可行性和發現執行問題五、學校對教師專業發展評鑑提供支持六、試辦的選擇權在學校和教師七、並非為解決不適任教師八、試辦期程自95年~98年有補助經費,加速學校本位發展貳、溝通一、澄清疑慮1.與不適任教師、考績..等脫鉤2.是教師專業形象的重塑二、透過對話建立互信三、評鑑計劃回歸學校本位四、實施計畫、配套措施、支持系統同步規劃實施計畫含:(一)評鑑內容:1.課程設計與教學2.班級經營與輔導3.研究發展與進修4.敬業精神與態度(二)評鑑人員(三)評鑑方式(四)評鑑時程(五)評鑑結果的運用五、引領教師了解評鑑指標意涵*評鑑指標可自訂,亦可參考已研發之規準評鑑人員在評鑑時,以所列規準和項目為依據。工具若有錯誤,結果必打折。好的工具應符合:1.教育現場需求2.有效評量出所要達到的目標。參、實作一、掌握回歸教學現場,化評鑑於無形的原則二、輔導建置教學檔案三、擬訂實用可行的評鑑方式四、開發簡易具體的評鑑工具一、掌握回歸教學現場,化評鑑於無形的原則1.全面宣導。自願參與鼓勵參與全面參與。2.成立評鑑推動委員會,討論評鑑計劃。3.透過工作坊(讀書會)方式詮釋評鑑規準、內涵、示例..等。4.經由討論決定評鑑模式、工具..等二、輔導建置教學檔案教育專業被挑戰!專業的尊嚴-是贏來的,而非爭來的.
專業的權威-是來自別人的肯定,而非自我的認定.建置教學檔案是展現教師專業能力簡易、具體的措施教學檔案的定義一、教師是教學檔案的主體二、教學檔案的要項是有系統的、有結構的三、教學檔案的內容是反省與對話的歷程四、教學檔案的目的是促進教學專業發展教學檔案含一、教學目標與教學理念之陳述二、檔案計畫與組織三、課程的計畫四、作業的樣本(含對作業的解說與標題)五、師生的互動情形六、學習成就記錄七、個人的成長及反省八、他人的回饋及建議九、自我專業成長的記錄十、對檔案的評述三、實用可行的評鑑方式:(一).對話(二).審閱教學檔案(三).教室觀察(四).教學計畫(五).作業調閱對話訪談模式有:1.非正式訪談2.導引式訪談3.標準化開放式訪談4.封閉式訪談(一).對話說明目的→使參與者感到輕鬆→促使人際互動1.要有議題.2.對話內容要有準備.3.論述要有辯証,勿淪於各抒己見.訪談要領1.確認錄音(錄影)正常運作2.一次只問一個問題3.過程保持中立4.鼓勵多發表意見5.紀錄時不忘注意受訪者表情6.順利移轉主題訪談方法與發問技巧
1.選取符合主題需要人員.2.先談事實的問題,再談爭論性問題.3.先討論現況,再討論過去或未來的事4.讓受訪者自由發揮感覺.對話(訪談)1.以開放性問題引起討論問題.如:您以為目前的教學環境如何?2.激發與會者提出不同想法.如:我不認為有那麼糟,您以為呢?3.達到初步共識後:引入更深入討論.如:我們可以怎麼做?4.討論離題時,需回到主題.5.盡量不要過度贊同與會者意見.6.盡量不發表個人意見.7.錄音或即時紀錄要點.(二).審閱教學檔案評量要項一.檔案目錄二.個人專業背景三.課程教學設計與省思四.學習成果評量五.班級經營與輔導六.個人專業成長*注意事項1.不論是教師成長或學生作品樣本均須同一教學單元,其因為:a.能真正深入教學整體的各細部,有效協助教師反思與專業成長.b.一次一個單元不會造成過度負擔較易引導教師分析反省自己.2.簡要解釋每一個作品內容的標題和註解3.對教學及作品反省思考.4.檔案內容要逐年更改.屬直接觀察教學行為、察看環境與設備,以了解實際行為、環境現況的方法.含:1.教學環境佈置.2.學習形式組織.3.師生互動.4.靜態文件資料.如:教師檔案、學習檔案、作業、會議記錄.(三).教室觀察:教室觀察方法:1.準備紀錄單/檢核表.2.觀察並紀錄每一項的行為或存在事實.3.可同時紀錄次數、人數,以符合程度、量化依據.4.留意紀錄單未載之行為或情形.5.簡單紀錄行為發生或事物存在之現場環境.6.觀察次數要足夠,避免斷章取義.教室觀察注意事項:一.要蒐集具有代表性的事實資料,不必蒐集全部資料二.掌握新發現問題,並進一步蒐集相關資料以為驗證三.有效運用時間:1.觀察教師教學與學生學習2.與學生晤談
3.觀察對象要廣泛,觀察要完整a.觀察課外活動情形b.查閱評鑑與績效管理情形c.分析學生近期表現資料d.分析特殊學生學習紀錄4.把重點擺在影響學生表現的原因(四).教學計畫一.教學目標1.掌握教材內容~能連結舊經驗與新概念.2.設計教學方案~依據教學目標設計教學活動並提供切合教學目標的補充教材.3.系統呈現教材二.活用教學策略~善用不同教學方法;善於發問.三.善用評量回饋~評估學習表現提供回饋與指導.
(五).作業調閱1.作業內容要項分布是否平均?2.學生作業品質.3.教師批閱是否適切~批閱的時間、方式進度、評語..等等作業訂正是否追蹤?四、開發簡易具體的評鑑工具1.課程計畫編寫自我檢核表2.課程計畫編寫課發會檢核表3.教學檔案建置指標檢核表4.教學環境佈置檢核表5.教室觀察表6.班級經營表現(檢核表)教室觀察量表1.教室管理技巧2.維持適當的教室行為3.集中並維持學生的注意力4.提供學生複習與練習的機會5.展現發問技巧6.呈現多種教學方式7.營造一個積極的教室氣氛8.促進正向的自我概念9.佈置積極教室環境教學效能教室觀察表一.學科教學能力1.導引學習方向2.清楚呈現教材3.運用多種教學技巧4.提供練習與回饋5.有效利用時間二.班級經營能力1.維持班級秩序2.鼓勵正向行為表現3.實施生活教育4.表達清晰5.板書適當6.正向的師生互動教學效能教室觀察表臺北縣○○國小教師教學評鑑—「教室觀察」檢視表
基本資料授課教師()老師學習領域()學習領域授課班級()年()班教材來源□教科書()版本□其他
教學日期
年月日時分觀察者指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議1瞭解學校課程計畫的內涵□持續參與領域課程計畫□徹底執行彈性學習課程□設計校本課程相關主題與活動設計□規劃補救或銜接教學□自編教材或學習單□教學札記□□2瞭解學校課程的架構□了解學校願景□了解校本課程主題□參與教科書評選□了解重大大議題融入領域教學□□□□□□
指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議3參與學校課程的發展□參與課程發展小組的座談、研討□與行政人員、教師意見交流、對話□學校課程地圖充分運用□積極參與學年(班群)、班親會會議□學生課程活動紀錄□教學札記□
4分析可運用的教學資源□思賢公園□文化藝術中心□新莊運動公園□署立台北醫院□大眾廟□慈祐宮□廣福宮□文昌祠□新莊老街□傳統行業□導護商店□自然公園
5研擬適切的教學計畫□教學計畫設計週延□活動安排與學校行事曆相結合□運用家庭聯絡簿進行個別輔導□注意學生學習經驗□流暢的教學歷程
6編選適切的教學材料□教材與學生身心發展相合□採用教科書版本經過分析、整理□社區資源融入教材□教學材料與學生生活經驗相融合□
指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議7規劃適切的學習評量□筆試□口試□表演□實作□自我評量□小組討論□實踐□同儕互評□
8編選適當的評量工具□文字描述的□圖畫的□量化的測驗□檔案記錄的評量□口語的評量□□□□□
指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議9.營造有利於學習的情境□配合教學單元佈置教室□佈置欄分類呈現□佈置欄內物品沒有掉落□掃除用具排列整齊□粉筆槽整理乾淨□黑板只呈現該單元內容□學生桌面整潔□學生抽屜不雜亂□教師桌面整齊□桌椅排放整齊□公物維修良好□打開窗戶讓教室光線充足、通風□美化、綠化教室□教室內外保持整潔□維護教室內設備如CD收錄音機、電視、錄放影機等清潔。□上課秩序良好□□
指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議10.建立有助於學習的常規□準時上、下課□學生秩序井然有序□學生學習氣氛熱絡□師生互動頻繁□學生對教師問題樂意回答□學生學習態度認真□學生對課程有興趣□學生穿著整齊□教師說話語調自然□教師說話語詞合適、比喻恰當□教師教學態度自然、舉止適合□教師穿著得體□眼神關愛全班□表情□以手勢動作輔助表達□身體動作□儀態大方□模仿動作□幽默、滑稽動作□指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議11.積極落實班級學生輔導.□快樂的學習氣氛□良好的教室常規□傾聽□讚美□口頭鼓勵□良性的師生互動□活絡的親師互動□和諧的同儕互動□適才適性的原則□鼓舞團隊士氣□公開獎勵□私下規勸□妥適規劃合作學習小組□肢體語言溫婉□晤談12.建立人力資源網絡與管理□班親會□親師懇談□家庭訪問□電話聯絡□聯絡簿聯絡□約談□通知書聯絡□E-Mail聯絡□由學生轉達□親職講座□□指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議13.善用教學媒體進行教學□自製教具□合製教具□多媒體使用:電腦結合電視、等□投影機使用□實物使用□網路資源□學術專書□雜誌資源□刊物資源□圖書館資源14.靈活運用多元的教學方法□講授法□問答法□討論法□比較法□練習教學法□欣賞教學法□角色扮演□價值澄清□問題解決□小組討論□合作學習□發現教學法□建構式教學法□創意思考教學法□編序教學法□精熟學習法□發現教學法□協同教學法指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議15.系統呈現學習單元的教材內容□簡介單元之重要性□資料蒐集整理□教學活動設計周延□□□□□□□16.熟練有效的教學技巧□講解□問答□討論□示範□參觀□訪問□表演□觀察□測量□紀錄□實驗□操作□角色扮演□分組報告□閱讀□資料蒐集□創作指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議17.實施多元化的學習評量□筆試□口試□表演□
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