土木工程力学（第三版）教案 5-平面一般力系的平衡

西安铁路职业技术学院教师课时授课计划课程名称《工程力学-土木》授课学时2学时授课班级铁道工程技术（高职一年级）班级人数XX授课地点XX授课形式线上线下混合教学教学课题2.3平面一般力系的平衡教材资源选用教材：“十二五”国家规划教材《土木工程力学（第三版）》高等教育出版社，王秀丽主编，2024年出版。参考教材：《工程力学》王建中主编人民交通出版社，2011年出版。教学目标知识目标掌握平面一般力系的平衡方程；掌握应用平衡方程解单个刚体的平衡问题方法；掌握物体系的平衡分析方法。能力目标能够应用平衡方程解析单个刚体的平衡问题；能够分析物体系的平衡问题。素质目标培养学生的严谨认真态度；培养学生的分析问题能力。教学重点重点内容应用平衡方程解单个刚体的平衡问题方法突破措施动画演示通过动画演示，引发学生兴趣，让学生掌握应用平衡方程解单个刚体的平衡问题方法；引导归纳观看视频后，教师引导学生梳理归纳应用平衡方程解单个刚体的平衡问题的步骤。教学难点难点内容物体系的平衡分析方法突破措施讲练结合小组合作通过讲练结合法加深学生熟练度；通过小组合作法互帮互助。教学策略教法学法讲授法、问题导向法、自主探究法、小组合作法等。教学资源（自建）在线开放课、知到APP、智慧职教云、力学小实验、演示动画、微课、PPT、文本、图片等。教学环节教学内容课程思政融入点课前自学教师推送在线开放课中《平面一般力系的平衡》的视频讲解，帮助学生预习知识。教师在平台推送“10.10无锡高架桥垮塌事故”小视频，让学生观看并发表感想，同时思考大桥侧翻的原因。通过观看“10.10无锡高架桥垮塌事故”小视频，让学生思考大桥侧翻的原因，侧翻过程中涉及到的力学问题，激发学生对力学知识的好奇，同时树立警钟长鸣的意识。逐步养成学生自主学习的能力，提高学生主观学习的能动性。教学环节教学内容课程思政融入点课前任务回顾点评课前作业，对大家提出的有关大桥侧翻的原因进行展示，引起学生共鸣。树立学生警钟长鸣、以人为本的意识，引导学生认识到科学严谨、依法依规、实事求是、遵守规则的重要性。如图所示平面一般力系，各力向任意点A平移，得一平面汇交力系和一平面力偶系。汇交力系合成一个力FR，力偶系合成一个力偶MA。平面一般力系的平衡条件是，合力FR等于零，合力偶矩MA等于零。表现为代数式，即为平面一般力系的平衡方程：各方程分别读作：力系各力在x轴投影的代数和等于零；力系各力在y轴投影的代数和等于零；力系各力对A点之矩的代数和等于零。此为平面一般力系平衡方程的基本形式，还可表现为有两个力矩方程的二力矩式或者三力矩式。无论用哪种形式，对于一个刚体，都只能是三个独立方程解三个未知数。在平衡方程的学习过程中，培养学生善于总结的能力，提高将复杂问题简单化的能力。平面一般力系就像人生中面对的种种问题，要想保持生活的平衡，总要将一些事情化整为零，去除繁杂。单个构件的平衡问题1、平衡方程的解析步骤应用平面力系的平衡方程解单个刚体平衡问题，其步骤为：①取取隔离体；②画画受力图；③平衡列平衡方程求解。2、选用平衡方程的技巧①尽量不解联立方程，即用一个方程解一个未知量；②为减少错误的传递，方程中尽量不出现已解出的“未知量”。具体方法为：①让坐标轴垂直于其它未知力，列投影方程；②选其它未知力作用线的交点为力矩中心，列力矩方程。3、巩固练习解析教材P40-P41的例题2-8及例题2-9。通过单个构件的平衡问题解析，培养学生归纳与演绎的方法论，提高学生分析问题、解决问题的能力，培养严谨细致的学习态度。简单物体系统的平衡问题在分析物体系的平衡时，须注意两个方面：（1）解除物体间的约束，在画单个物体的受力图时，画准作用力、反作用力的方位、指向，标相同的字符表示大小相等；（2）依据需求的未知力，选择计算顺序——按一个方程解一个未知力且计算简便的原则，选择隔离体与平衡方程。巩固练习：解析教材P44的例题2-13。引导学生总结本节课内容，加深学生对本次课重点内容的理解与掌握。1.平面一般力系的平衡方程；2.单个构件的平衡问题。教学环节教学内容设计意图拓展任务教师通过“知道APP”数据及学生课