清华大学结构力学位移法教学课件

清华大学结构力学位移法51、山气日夕佳，飞鸟相与还。52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。53、富贵非吾愿，帝乡不可期。54、雄发指危冠，猛气冲长缨。55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美池桑竹之属，阡陌交通，鸡犬相闻。清华大学结构力学位移法清华大学结构力学位移法51、山气日夕佳，飞鸟相与还。52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。53、富贵非吾愿，帝乡不可期。54、雄发指危冠，猛气冲长缨。55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美池桑竹之属，阡陌交通，鸡犬相闻。第八章位移法§8-1位移法的基本概念§8-2等截面直杆的刚度方程§8-3无侧移刚架和有侧移刚架的计算§8-4位移法的基本体糸§8-5对称结构的计算§8-1位移法的基本概念、关于位移法的简例只要求出结点B位移,各杆伸长变形即可求出。然后进一步可以求出杆件内力EA第一步,分析单杆FNl1(刚度方程)物理学科作为一门基础自然科学，在推动社会进步、科技发展等方面，有着不可磨灭的作用。初、高中阶段的物理教学属于最基础最根本的教学。有些学生在初中物理学习过程中可谓顺风顺水、轻而易举，而到了高中物理学习阶段，可谓举步维艰、困难重重，久而久之信心和意志开始动摇，失去了对物理的学习兴趣，觉得自己不适合读理科，于是放弃物理去读文科。多年来，高中物理难学几乎是教师和学生的共识，究其原因，无非是“台阶”没跨过去。如何跨过这个“高台阶”？带着这个问题，结合多年的教学实践和经验，我就如何做好初、高中物理教学衔接，如何帮初、高中物理知识梯度变化分析及教学方法探讨？?U福建省福州铜盘中学周明助学生尽快适应高中物理教学特点和学习特点，进行一些粗浅的分析和建议。一、初、高中物理知识梯度变化分析1.知识从简单到复杂。运动学方面的变化由初中一维的匀速直线运动到高中二维的变速曲线运动，再到圆周运动和简谐运动；光学方面的变化由初中的反射定律和折射定律到高中的干涉、衍射、全反射；电学方面的变化由初中的欧姆定律到高中的闭合电路欧姆定律……知识的梯度和难度在不断加大。2.认识从具体到抽象。初中物理研究的问题很具体，例如声音的产生、平面镜成像规律、水的三态变化，很多知识是日常可以接触到、感知到的。而高中物理会引入很多抽象的概念，例如质点、点电荷等理想化模型，用磁感线和电场线来描述磁场和电场的大小、强弱等。3.物理量从标量到矢量。初中所学物理量基本都是标量，如平均速度、长度、质量、时间、密度、压强等。而高中所学的速度、位移、加速度、力、电场、磁场等都是矢量，学生不仅要懂得每个物理量大小的计算，还要会确定其方向。4.认识从现象到本质。初中的物理知识多是以有趣和有用为出发点，主要是对一些表面现象的观察分析，如声现象、光现象、物态变化等；而到了高中则要深入到本质和规律层次，如力的概念、简谐运动、磁通量、光波、分子运动论等。5.计算从定性分析到定量分析。初中物理的很多知识只要求定性的理解和简单的计算，比如动能和势能分别与哪些因素有关。而到了高中，学生必须知道动能和势能的具体表达式，还要会计算动能和势能的大小变化量。再如，初中物理只要求学生掌握光的折射定律，会解释一些日常的光学现象，而高中物理还要求学生掌握折射率、入射角、折射角、临界角的计算等。6.结构从零散到系统。初中物理的知识点相对零散、独立，相互联系不多，例如声学、热学、光学、电学、力与运动几乎毫无关联；而高中物理中的电场、磁场、力、曲线运动、能量转化在牛顿第二定律、动能定理、机械能守恒的作用下，都能完美地结合，使高中物理问题变得更错综复杂。7.对数学工具的应用有所不同。初中物理简单，对数学的要求相对较低，学生只要会简单的加减乘除、指数运算、单位换算基本就可以解决初中物理问题。而高中物理对数学知识的要求比较高。具体来说，力与运动的合成与分解，会用到几何与三角函数知识，匀变速直线运动问题会用到二次函数知识，机械波会用到正余弦函数知识等，有些具体问题还要列方程组、根据函数图像进行求解。8.从宏观到微观和宇观。初中物理基本上研究的是宏观问题，即看得见摸得着的。高中物理研究范畴逐渐扩大，以牛顿第二定律和圆周运动为基础，将万有引力应用到了天体运动；微观领域也得到深入的探究，如分子运动理论以及原子的内部结构和规律。二、加强学习方法的指导、促进学生思维模式转变初中物理要求学生认识现象和表述结论较多，真正的探究、总结较少。计算题往往套用简单的公式便可直接得出结果，一般列方程去求解的都比较少。高中物理的学习内容与日常生活现象的联系不如初中那么紧密，研究的物理规律比较复杂，在难度和广度上都有所增加。分析物理问题不仅要从题意出发，还要考虑可能出现的多种情况，必要时还要画图像、列方程。学生的思维方式应由静态变为动态，由形象思维变成抽象思维，还要掌握各种方法，例如归纳法、类比、推理和演绎推理等方法，尤其注重科学想象能力和验证总结能力。1.提高学生的物理学习兴趣，加强直观性教学俗话说，兴趣是最好的老师。培养学生发现问题、提出问题、解决问题的能力，使学生自主地去探究科学现象和规律，不仅是教学的手段，也是培养人才的目的。教师可以给学生留一些开放性的作业，让学生在课下查阅资料，利用互联网，针对具体问题做一些课件来与其他学生分享，这样可以激起学生的探索欲望，还可以带动被动的学生一同学习。在高中物理知识中，定理、定律不是理想化就是抽象化，解答问题时不能只考虑表面现象，还要挖掘深层次的关键因素和主要因素，忽略次要因素，适当建立物理模型。初中生进入高中学习，思维往往停留在问题的表面，不懂得拓展与延伸。针对以上问题，教师在教学过程中要从大多数学生的实际情况出发，尽可能采用诱导式和启发式的教学，多做直观演示试验，让学生多观察、多思考、多讨论、多交流、多总结，使学生能够通过具体的物理实验掌握物理概念和规律，从简单机械记忆逐渐发展到会在学习过程中建立物理模型。2.充分了解学生已掌握的知识，使新旧知识融合并拓展融合是把新学习的物理概念和物理规律整合到原有认知结构的模式之中，认知结构得到丰富和扩展，但总的模式不发生根本变化。例如高中物理探究向心力与质量、半径、线速度的关系时采用控制变量法，这个方法就是初中物理常用的一种方法。拓展是在原有知识结构的基础上认知结构的更新或重建，原有知识结构不能容纳新学习的物理概念和规律。比如高中物理中的动能定理就是把做功和动能的变化有机结合起来加以应用，是对功和能知识的拓展与延伸。3.加强物理研究方法的训练，指导学生掌握学习方法日常的教学经验告诉我们，学生学不好物理的主要原因是没有掌握物理的研究方法，习惯依靠自己平时的学习习惯和对事物的表面化认识。因此，教师要想做好初、高中物理衔接教学工作，在教授物理知识的同时更要渗透科学的物理研究方法。“授之以鱼，不如授之以渔”，帮学生把物理的知识体系和结构搭建起来也是教师应有的职责。在教学中，教师除指导学生学习新知识以外，还要传授学生学习方法，让学生梳理知识、归纳知识，使知识网络化、系统化，便于理解记忆和掌握运用。教师可指导学生对所学知识和理论进行系统分类总结，例如画结构图、树状图等，形成自己的理解和记忆方法；在习题讲解过程中，教师要把重点放在物理过程和情境的分析上，让学生感知物理情境，形成清晰的物理过程，并逐步穿插常用的类比法、等效法、对称法、控制变量法、假设法等科学方法；教师还要培养学生应用复杂数学知识解答物理问题的方法，如二次函数、三角函数、不等式、函数图像等，帮助学生合理利用数学工具，让学生懂得数学知识要与物理意义相符合，例如时间不能取负值等。总之，对于刚刚步入高中的学生来说，“台阶”是客观存在的。但只要教师了解并掌握学生认知规律的变化和接受新事物的能力，切实从学生的实际出发，适当、适时地进行梯度式教学，学生就一定能实现初、高中物理学习的自然平稳过渡，为整个高中的物理学习奠定良好的基础。高考是对高中英语教学的主要评价方式之一，对基础阶段的英语学习和教学起到约束、导向和调控的作用。高考英语试题有以下三个特点：一是权威性。尽管饱受争议，但高考仍是高中教学最重要的指挥棒，对高中英语教学有着最权威的指导意义；二是普遍性。高考是全国范围的入学考试，应用最为普遍，以之作为跨省市高中英语教学研究的参照物较为合理；三是标准性。由于高考在目前我国考试体系中的重要性和严肃性，各省市高考试题虽有差异，但都严格按照有关标准设计题目。鉴于以上三个特点，本文以《普通高中英语课程标准（2003年份）》（以下简称《课程标准》）为出发点，汇总近八年来（2004年到2011年）来京、沪、苏等14个省市的高考试卷，对其中的70道冠词试题进行分析，归纳其特点，为高中阶段冠词的教学提供参考。一、高考冠词的命题特点纵观近年的高考试卷，冠词是历年高考常考的语法项目之一，主要出现在单项选择和短文改错中。单项选择主要考查学生对基础语法、常用词汇和表达法的掌握运用情况，考查的覆盖面广，但没有超出考试大纲的范围。短文改错的考查也遵循这一原则。因此，冠词的基本用法、常见的短语和固定搭配中的冠词用法为高考考查的主要内容。如2010年辽宁卷的单项选择试题，如下：（13）Thereareover58，000rockyobjectsinspace，about900ofwhichcouldfalldownontotheearth.该题考的是在space和earth前面加上冠词。“Inspace”是个常见的词组，意思为“在太空中”，而earth前加the，考的是“世界上独一无二的事物前要用定冠词“the”的基本规则。2007年后，随着新课改的逐步推行和深入，课标理念成为新高考的指挥棒，高考试卷无论是在试卷结构和内容上，还是在试卷形式和评分标准上都有所变化。语法选择也开始注意语境的设计和语用意思的考查，单项选择题也坚持“词汇语境化”的命题原则（王笃勤，2007），冠词的考查也随之发生了变化。形式上，冠词的考查不仅仅出现在单项选择题中，还出现在其他题型中，如广东省在语法填空中考查，而上海市把冠词考点综合在翻译题的考查中；内容上，对机械的语法规则的考查逐渐减少，取而代之的是结合上下文信息，灵活运用冠词的题目增多。例如2010年北京卷中的冠词试题：（14）Firstimpressionsarethemostlasting.Afterall，younevergetasecondchancetomakeafirstimpression.如果考生只是机械地记住“序数词前用定冠词‘the’”，而不结合题干寻找解题信息的话，就会误用the。再如2010年福建卷的试题：（15）It’sagoodfeelingforpeopletoadmiretheShanghaiWorldExpothatgivesthempleasure.这题考查不可数名词前的冠词用法。Feeling和pleasure都是抽象名词，一般情况下都是不可数名词，但在此题中feeling指的是“某一种感情”，已经转化为具体名词，故前面应用a修饰，而pleasure仍然是抽象名词，前面不应加冠词。从以上题目的分析，我们不难看出冠词的考查虽仍以基本用法为主，但要求考生不受思维定势的影响，认真分析题目，领会题目意思，根据具体的语境选择正确的冠词。二、高考冠词的试题特点（1）三类冠词都属于高考考查的范围，但以定冠词、不定冠词两类冠词为主，零冠词较少考到。在高考中定冠词、不定冠词在单选和翻译两种题型中的概率均明显高于零冠词。广东省的语法填空四年中考了1题the，3题a，由于题量小，不列入统计中。其中，定冠词在翻译题的比例最高，占73.08%，是其考查的重点。翻译题中的句子通常要创设一个情境，情景中的人或物大多数情况下是特定的，如2010上海卷第3题“看到奶奶有些睡意，他拉上窗帘并把电视的音量调低了”，答案为：SeeingGrandmaalittlesleepy，hedrewthecurtainsandturnedtheTVdown.这里的curtain和TV都是特指奶奶睡觉的房间里的窗帘和电视，因此考the的概率最高。（2）定冠词的考查以非类指用法为主，类指用法为辅；不定冠词的考查以特指语境中的用法为主，以非特指语境中的用法为辅，表示类指的定冠词通常与一个单数名词搭配，指一个物种、一个种族或者一类的人或事，用法比较单一，经常出现在一些学术文体或者特殊文体中（Tarone&Parish，1988）。相比之下，非类指用法要复杂得多。Ioninetal（2004）提出的“冠词语义波动假说”，有定性和特指性都是影响学习者冠词习得的因素。对于不定冠词a，学习者会把a与冠词的特指性相连，从而在（-定指.–特指）语境中正确使用a，在（-定指.+特指）语境中过渡使用the，造成冠词的替代误用。杨梅（2009）和马拯（2010）的研究也支持了这一观点。戴炜栋（2008）则提出a在（-定指.–特指）语境中的使用多于（-定指.+特指）语境，而且a在（-定指.+特指）中通常指第一次提到或出现的人或物，学生们对这一规则比较熟悉，不容易犯错。表9显示对定冠词在（+定指.+特指）语境中的考查占45.51%和不定冠词在（-定指.+特指）中语境中的考查占21.58%，符合高考考查考生对语法知识应用能力的侧重。（3）定冠词的考查集中在（+定指.+特指）语境中，考查内容涵盖篇章用法、情景用法、结构用法和文化用法等四种用法，其中情景用法考得最多，篇章用法最少。在（+定指.+特指）语境中，唯一性是the所修饰的NP最突出的特征，学习者可以通过确定NP的这一特征选用正确的冠词，很多研究表明学习者在（+定指.+特指）语境中能正确地使用the，但是其所涉及的四种用法与学习者的背景知识和认知过程等因素密切相关，各有特点，向学习者提出了不同程度的要求。高中生作为英语学习的初级学习者，所掌握的文化背景知识较少，所以高考中涉及背景知识的文化用法考得较少，而较早习得的情景用法考得较多。三、对冠词教学的反思和建议近八年的高考冠词试题分析发现，冠词虽不是高考考查的语法重点，但其试题涵盖了各类冠词的用法，立足考基础规则的同时，要求结合语境，灵活运用冠词规则。在（+定指.+特指）语境中的定冠词非类指用法是高考对冠词考查的重点，也是高中生冠词习得的重点和难点。在英语冠词的教学中，教师要根据学生习得冠词的特点和规律，采取有效的方法对学生进行引导，减少错误的发生。（1）冠词的使用规则繁多，不适合一次性讲授，可将a，the和零冠词的用法分开讲授，并结合练习帮助学生记忆具体的规则。（2）对比英汉对定指性和不定指概念不同的表现形式，培养学生使用冠词的意识，提高他们对冠词学习的重视程度，使他们认识到冠词对行文表意的重要性。（3）冠词的使用和名词的语义及可数性紧密相连，语篇语境信息的判断也是正确选用冠词的必要条件，因此应当引导学生关注冠词使用情景中名词的意义和用法，除了讲授冠词使用的各种普通规则和特殊用法之外，还应当培养学生语篇学习的习惯，不受思维定势的影响，灵活运用所学的冠词规则。（4）对于定冠词的教学，可从唯一性切入，帮助学生归纳定冠词的四种用法，以提高学生对定冠词使用各种条件的敏感度。冠词的用法虽然有规则可循，但是例外很多，涉及语义语境等多方面的因素，学生犯错误属于正常情况，老师大可不必逢错必纠，而应区别对待错误，加以引导，指导学生采取适当的学习策略，使他们的冠词学习达到良好的效果。第八章位移法§8-1位移法的基本概念§8-2等截面直杆的刚度方程§8-3无侧移刚架和有侧移刚架的计算§8-4位移法的基本体糸§8-5对称结构的计算§8-1位移法的基本概念、关于位移法的简例只要求出结点B位移,各杆伸长变形即可求出。然后进一步可以求出杆件内力EA第一步,分析单杆FNl1(刚度方程)第二步,组装结构变形协调条件节点平衡条件:∑FRisina=Fp(n=5)即sin2a.△=F于是得AFp基本未知量求出后,每根杆件的位移和轴力可求出。上述方法既可用于超静定结构(n>3),又可用于静定结构(n=2)。位移法要点如下1基本未知量是结构的结点位移2基本方程是平衡方程3建立基本方程的过程分为两步:a离散结构,进行杆件分析,得出杆件的刚度方程;b组装结构,得到基本方程。4.杆件分析