土木工程力学（第三版）教案 9.习题课-直杆轴向拉伸和压缩

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习题课—直杆轴向拉伸和压缩教材资源选用教材：“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直杆轴向拉伸和压缩的受力和变形特点；掌握截面法计算轴力的步骤；掌握轴力图绘制的步骤；掌握直杆受拉压时横截面的正应力公式；掌握胡克定律的两种形式。能力目标能判断哪些是受轴向拉伸和压缩的直杆；能正确完成轴力的计算和轴力图的绘制；能区分各类型的应力；能根据胡克定律理解应力与应变的关系。素质目标培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力；培养按规操作、严谨认真、精益求精的工匠精神。教学重点重点内容轴力的计算和轴力图的绘制突破措施习题演练巩固知识点学生先独立完成练习题，教师进行讲解，通过分析学生题目的完成度和正确度，找出学生掌握程度的差异性，制定新的授课策略。教学难点难点内容轴力的计算和轴力图的绘制突破措施习题演练巩固知识点学生先独立完成练习题，教师进行讲解，通过分析学生题目的完成度和正确度，找出学生掌握程度的差异性，制定新的授课策略。教学策略教法学法讲授法、案例引领法、问题导向法、自主探究法等。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《直杆轴向拉伸和压缩时的内力》、《直杆轴向拉伸和压缩时的内力》等视频，帮助学生复习知识点。通过视频，让学生做到重点知识再巩固、难点知识再突破。教学环节教学内容课程思政融入点一、截面法显示内力1.用截面法显示、确定内力，其步骤可以简记为：（1）、（2）、（3）、（4）。在画受力图时，未知轴力一律设为正向，即画成力。答案：截、取、画、平衡。拉力。考核知识点：截面法的步骤；轴力的正负号规定。2.如图所示等截面钢筋混凝土柱，柱高h=12m，正方形横截面的边长a=850mm，钢筋混凝土的重度γ=25kN/m3。柱顶作用轴向压力Fp=500kN。求柱内任意横截面的轴力。解：（1）截：在任意横截面处将杆截开，用x表示截面的位置；（2）取：取截面以上杆段为隔离体；（3）画：画隔离体的受力图，未知轴力FNx设为拉力。隔离体的长度为x(m)，自重用Wx表示。（4）平衡：列平衡方程设x轴平行于柱的轴线，原点与柱顶齐平，向下为正。考核知识点：截面法；未知轴力的设定；平衡公式。二、轴力图1.试画图所示柱的轴力图。自重不计。解：（1）AB段截、取上半段、画受力图、列平衡公式（2）BC段截、取上半段、画受力图、列平衡公式（3）CD段截、取上半段、画受力图、列平衡公式（4）绘制轴力图①画基线：基线与柱的中轴线平行；②逐段绘图线：以集中力处为分界线；考核知识点：截面法求轴力；轴力图绘制步骤2.试画图所示杆的轴力图。自重不计。解：（1）AB段截、取右半段、画受力图、列平衡公式（2）BC段截、取右半段、画受力图、列平衡公式（3）CD段截、取右半段、画受力图、列平衡公式（4）绘制轴力图①画基线：基线与柱的中轴线平行；②逐段绘图线：以集中力处为分界线；考核知识点：截面法求轴力；轴力图绘制步骤三、应力1.轴向拉伸直杆的受力特点是；变形特点是。内力称为；横截面上的应力是应力。指向截面的正应力为，符号为；背离截面的正应力为，符号为。答案：力的作用线与直杆轴线重合；轴向伸长或缩短；轴力；正。正，+；负，—。考核知识点：直杆轴向拉伸和压缩的定义；轴力的定义；正应力的定义；正应力正负号规定。2.应力的单位是。1Pa=1/。1MPa=Pa=N/mm2。答案：Pa。Nm。1061。考核知识点：应力的定义，单位换算。四、胡克定律1.材料在受到外力时会发生变形，当外力撤销时会随之消失的变形称为；外力撤销后残留的变形称为。答案：弹性变形，塑性变形考核知识点：变形的类型。2.写出胡克定律的应力-应变形式，并说明每个参数的意义。考核知识点：胡克定律的应力-应变形式，弹性模量。通过习题课，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力；培养按规操作、严谨认真、精益求精的工匠精神。通过习题课，让学生巩固了知识点，通过分析学生题目的完成度和正确度，能够找出学生掌握程度的差异性，针对不同层次的同学进行不同程度的辅导。引导学生发现不足，遇到难题不要退缩，要按照解题思路和步骤，举一反三、迎难而上；计算时要仔细认真。教学环节教学内容设计意图拓展任务教师通过“知到APP”数据及学生课堂表现，