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1、土木工程力学基础（高教版）杆件的四种基本变形及组合变形、直杆轴向拉、压横截面上的内力教学设计课题3.1杆件四种基本变形及组合变形教学时间2课时教学目标知识与技能认识杆件的基本变形和组合变形；过程与方法通过分析工程实例、生活实例中的受力及变形掌握杆件的基本变 形的受力及变形特点；情感、态度、价 值观通过分析工程结构中的受力及变形并口头描述，培养归纳、总 结、语言表达的能力；教学 重点1、杆件的基本变形受力特点、变形特点；教学难点1、杆件力学模型的理解2、杆件四种基本变形的区分教学内容及其过程学生活动教师导学一、引入手拉弹簧弹簧会发生什么变化？小朋友双臂吊在 单杠上，人双手撑地倒立起来，胳膊都有什
2、么样的感 觉，胳膊的形状有改变吗？二、导学提纲3.1杆件四种基本变形及组合变形1.杆件是指其纵向长度远大干横向尺寸的构件， 轴线是直线的杆件称为直杆。2轴向拉伸和压缩受力特点是直杆的两端沿杆轴 线方向作用一对大小相等、方向相反的力；变形特点 是在外力作用下产生杆轴线方向的伸长或缩短。3.产生轴向拉伸变形的杆件，其当作用力背离杆 端时，作用力是拉力（图a）;产生轴向压 缩变形的杆件，其作用力指向杆端，作用力是压力，（图b）。（町让同学来回答 弹簧、胳膊的受 力和形状改变。1、自主学习 自学教材、自主 兀成导学提纲， 记录疑点或无 法解决的问题， 为交流作准备。2、组内交流在小组长的组 织下，有序
3、开展 交流与探讨，共通过引导学生回 答问题，引出物 体在力的作用下 变形是客观存在 的，进入课题。当有学生冋到， 或对有兴趣的学 生可适当介绍如 下关系：杆件构件Y 板（壳） l块体1、布置前置作业 课前精心预设前 置作业，（由导学 提纲、探究与感 悟组成）组织学 生自主学习。JT1-1 二1-4. 剪切变形的受力特点是作用在构件上的横向外 力大小相等、方向相反、作用线平行且距离很近。5. 剪切变形的变形特点是介于两横向力之间的各 截面沿外力作用方向发生相对错动。6. 剪切面是指两横向力之间的横截面，破坏常在 剪切面上发生。7. 扭转变形的受力特点：在垂直于杆轴线的平面 内，作用有大小相等、转
4、向相反的一对力偶。8. 扭转变形的变形特点：各横截面绕杆轴线发生土木工程力学基础(高教版)相对转动。10. 弯曲变形的受力特点：杆件受到通过杆轴线平面内的力偶作用，或受到垂直于杆轴线的横向力作用11. 弯曲变形的 变形特点：杆件的轴线将由直线变 成曲线。三、教师精讲3.1杆件四种基本变形及组合变形1.轴向拉伸和压缩【工程实例】工程中有很多杆件受轴向力作用而 产生拉伸或压缩变形。 例如图a所示三角架，杆AB受 拉，杆CB受压；图b中的立柱则是轴向压缩的实例。 还如，起吊构件的钢索，斜拉桥的钢丝束，桥墩等都 是轴向拉伸（压缩）的实例。同解决存在的问题，并整理交流的结果。2、巡视导学 巡视课堂，了解
5、 情况，对问题与 疑点积极引导， 适时点拨。对学 困生积极鼓励， 并适度助学。3、小组展示 各组依次对交 流的结果进行 展示，并对各组 的展示作出补 充或评价。2.剪切【工程实例】如图a所示为一个铆钉连接的简图。 钢板在拉力 F的作用下使铆钉的左上侧和右下侧受力 （图b），这时，铆钉的上、下两部分将发生水平方向 的相互错动（图 c）。当拉力很大时，铆钉将沿水平截 面被剪断，这种破坏形式称为 剪切破坏。4、自我检测 独立完成，学困 生可在同学助 学下完成。3、点评与精讲 对各组讨论进行 点评，对重点、 难点进行精讲， 关键是建立解题3.扭转用改锥拧螺钉时，在改锥柄上手指的作用力构成 了一个力偶，
6、螺钉的阻力在改锥的刀口上构成了一个 方向相反的力偶，这两个力偶都作用在垂直于杆轴的 平面内，就使改锥产生了扭转变形，如图a所示。例如汽车的转向轴（图b）。当驾驶员转动方向盘时，相当于在转向轴 A端施加了一个力偶， 与此同时, 转向轴的B端受到了来自转向器的阻抗力偶。于是在 轴AB的两端受到了一对大小相等、转向相反的力偶作用，使转向轴发生了扭转变形。根据约束类型 分析受力、绘制 受力图。思路。扭转角的概念，如图用力的三要素 描述作用在改 锥、方向盘上的 力。复习受力图的相 关知识，随时注 意前后知识点的 联系。【试一试】两手支撑一把长尺子，中间放一重物， 尺子会发生怎样的变形呢？纵向对称面：梁的横截面多为矩形、 工字形、T形 等(图)，它们都有一根竖向对称轴，这根对称轴与梁 轴线所构成的平面称为 纵向对称面。平面弯曲：梁的弯曲平面与外力作用面相重合的 弯曲。1.分析图示建筑工程结构的受力及变形:(1)屋架上的檩条复习的同时，锻 炼学生的表述能 力。(2)厂房的牛腿柱五、探究与感悟1、探究：建筑工程还存在哪些变形。2、感悟：建筑工程中的各种变形与什么有关。课外作业：寻找身边的、建筑工程中的变形，可以用相机拍摄卜 来，运用所学变形知识加以解释。