四川大学理论力学IV教案.docx
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1、【首页】课程名称理论力学IV授课专业高分子材料、化 学工程、机械制 造、工商管理班级20032004课程编号30510230-2课程类型必修课校级公共课();基础或专业基础课(V );专业课()选修课限选课();任选课()授课方式课堂讲授(J);实践课()考核方式考试(J);考查()课程教学 总学时数51学分数3学时分配课堂讲授51 学时;实践课 0学时教材名称理论力学作者哈尔滨 工业大 学理论 力学教 研室出版社及 出版时间第六版 高等教育 出版社指定参考书理论力学工程力学教程作者刘延柱 杨海兴范钦珊出版社及 出版时间高等教育出版社,1991高等教育 出版社,1998授课教师王晓春职称教授单
2、位建环学院授课时间20052006学年上学期,周一第2大节(3学时),江安-教B-107在教学中,可根据学生特点及上次教学的完成效果,在每次上课前对教案作一定修改,以达到 更好的教学效果。【理、工科】周次第 1 周, 第 1次课备注自称 章名引论第1章静力学基础力和力矩时间分配仅共参 考,教学中需根 据具体情况加以 调整。课式 授方理论课(由;实验课();实习()教学 时数2教学目的及要求掌握:刚体及力的概念;力的投影的计算方法;力对点之矩、力对轴之矩、平面力矩的概念及计算方法;力矩关系定理熟悉:平衡的概念;力的效应、三要素、作用形式;作用力和反作用力; 了解:力的投影和力的分解的区别;教学内
3、容提要时间 分配1.引论刚体概念及简化条件;平衡状态、平衡力系和平衡条件; 刚体静力学基本问题。102.力的概念力的定义,力的效应,力的三要素,作用形式; 作用力和反作用力;103.力在坐标轴上的投影投影的定义,直接投影法,二次投影法;力的投影与力的分解的区别;力沿坐标轴的分解; 例题1-1;154.力对点之矩定义,力对点之矩之三要素,力臂,右手定则;力对点之矩的计算;例题1-2;105105 力对轴之矩力对轴之矩之定义及计算,平面上力对点之矩;力矩关系定理;例题1-3;101010教学重点与难点1 .将研究对象简化为刚体的条件,可通过举若干工程实例 加以说明;2 .力的投影与分力的区别,其核
4、心在于前者为代数量,后 者为矢量,通过例题以加深学生印象;3 .力对点之矩的方向判定及计算公式。判定力对点之矩用 右手定则。其计算公式为行列式形式,要通过大量练习(主 要是课后作业)使学生熟悉、巩固。4 .三种力矩概念之间的相互联系,核心是力矩关系定理, 要求学生熟练掌握力矩的计算。5 .力的投影与力对点之矩的计算都涉及到矢量代数,在教 学中要注意引导学生建立利用数学知识来解决力学问题的 方法论。讨论、练习、作业课堂练习:3个例题;课后作业:5个习题;讨论:力沿作用线滑动,是否会改变它对某特定轴的投影和 对某特定点之矩。教学手段多媒体手段,必要时使用黑板参考资料1刘延柱、杨海兴,理论力学,高等
5、教育出版社,1991;范钦珊主编,工程力学教程,高等教育出版社,1998;注:教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。重夏班授课可不另填写教案。【理、工科】周次第 1 周, 第 2次课备注自称 章名第1章静力学基础1-2力系等效原理时间分配仅共参 考,教学中需根 据具体情况加以 调整。课式 授方理论课(由;实验课();实习()教学 时数2教学目的及要求掌握:力系的主矢和主矩的概念和计算; 力系等效原理及各种推论熟悉:力的可传性、三力汇交定理的证明 刚化原理了解:力系等效原理的使用条件; 力系等效原理应用于变形体;教学内容提要时间 分配1.力系的主矢和主矩主矢的概念,主矢的计算; 主矩的概念,
6、主矩的计算;例题讲解:例题和例题1-5;5 5 202.力系等效原理等效力系,合力,平衡力系; 力系等效原理153.力系等效原理的推论平衡定理,二力平衡定理,二力构件; 加减平衡力系定理,力的可传性;三力汇交定理;合力投影定理与合力矩定理;1051054.力系等效原理的使用条件刚化原理;力系等效原理应用于变形体;105教学重点与难点1 .力系的主矢是自由矢量而非力;力系的主矩通常是定位 矢量;2 .力系主矢和主矩的计算是基本技能,综合了力的投影和 力矩计算的相关内容,应向学生强调对其熟练掌握;3 .力系等效原理是动量定理和动量矩定理在刚体静力学中 的自然推论,在刚体静力学里将其处理成公理;4
7、.力系等效原理的推论中,着重强调二力构件、力的可传 性及三力汇交定理,并通过简例加以说明;5 .应用较多的简例来加深学生对刚化原理实质的理解:刚 体静力学平衡条件是变形体平衡的必要而非充分条件,并 由此引入力系等效原理应用于变形体时的限制条件。讨论、练习、作业课堂练习:2个例题;课后练习:6个习题;讨论:力系之主矩在什么条件下成为非定位矢量。教学手段多媒体手段,必要时使用黑板参考资料1刘延柱、杨海兴,理论力学,高等教育出版社,1991; 范钦珊主编,工程力学教程,高等教育出版社,1998;注:教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。【理、工科】周次第 2 周, 第
8、1次课备注自称 章名第1章 静力学基础1-3力偶和力偶矩物体受力分析(一)时间分配仅共参 考,教学中需根 据具体情况加以 调整。课式 授方理论课(由;实验课();实习()教学 时数2教学目的及要求掌握:力偶和力偶矩的概念;力偶等效变换的性质;柔绳约束、光滑支持面约束和平面较链约束的反力; 熟悉:力偶矩矢量;约束的念.了解:务偶等效最蔡的性质的证明;教学内容提要时间 分配1.力偶力偶的定义,力偶作用面和力偶臂;力偶的主矢和主矩;52.力偶矩矢量力偶三要素;力偶矩矢量的定义: 平面力偶;103.力偶等效变换的性质同平面力偶的等效定理;空间力偶的等效定理;力偶矩矢量的合成例题讲解:例题1-6和例题1
9、-7101010104.常见的约束类型约束及约束反力的概念;柔绳约束的特性及及约束反力的形式和性质;光滑支持面约束的特性及及约束反力的形式和性质; 平面较链约束的特性及约束反力的形式和性质5 5 1015教学重点与难点1 .力偶对刚体的效应只有转动效应而无平动效应,可以从 动量定理和动量矩定理以及力偶的主矢和主矩的特点加以 阐明;2 .引入力偶矩矢量,为表达力偶三要素,但该矢量是否为 真正意义上的矢量还需要相关证明;3 .力偶等效变换性质的证明的核心是证明力偶矩矢量是空 间的自由矢量,服从平行四边形法则;引导学生将力偶等 效变换的性质与力偶矩矢量的性质相联系;4 .对于单面约束,强调约束反力的
10、方向必须确定;5 .对平面较链约束,应重点阐述其结构,使学生对其三种 亚类的工作原理有清楚的认识;6 .以平面较链约束为例,阐明即便是同一结构的约束,由 于研究目的的不同,也可以处理成不同的约束。讨论、练习、作业课堂练习:2个例题;课后作业:复习教材关于常见约束分类及其性质的内容;讨论:力偶矩矢量的合成服从平行四边形法则的证明是否是 必要的。教学手段多媒体手段,必要时使用黑板参考资料1刘延柱、杨海兴,理论力学,高等教育出版社,1991; 范钦珊主编,工程力学教程,高等教育出版社,1998;注:教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。重夏班授课可不另填写教案。【理、工科】周次第 2 周, 第
11、2次课备注自称 章名第1章静力学基础14物体受力分析(二)时间分配仅共参 考,教学中需根 据具体情况加以 调整。课式 授方理论课(由;实验课();实习()教学 时数2教学目的及要求掌握:固定端及平面固定端约束的约束反力; 隔离法绘制正确的受力图;熟悉:解除约束原理在受力图绘制中三力汇交定理的应用了解:其它形式的约束及其反力性质; 对研究对象绘制正确的受力图;教学内容提要时间 分配1.固定端约束约束特点;约束反力的形式及产生机理;平面固定端约束的特点及约束力形式102.其他形式的约束链杆约束;空间球钱链约束;向心轴承和向心推力轴承约束;其他的空间约束;103.受力分析与受力图 解除约束原理; 隔
12、离体和受力图; 绘制受力图的步骤;104.例题讲解例题1-8例题1-11;例题1-12例题1-14;例题1-15202515教学重点与难点1 .平面固定端约束是历年学生容易出错的知识点,要特别 强调在不能漏掉约束力偶;2 .强调正确绘制受力图的重要性,绘制受力图时不能漏掉 任何力,也不能凭空添加不存在的力;3 .在讲述受力图绘制的例题时,引导学生尽可能判别出各 个约束反力的方向。讨论、练习、作业课堂练习:2个例题;课后练习:3个习题;讨论:参照例1-17说明,将销钉分别放在不同的构件上,对 受力分析的最终结果有无影响。教学手段多媒体手段,必要时使用黑板参考资料1刘延柱、杨海兴,理论力学,高等教
13、育出版社,1991; 范钦珊主编,工程力学教程,高等教育出版社,1998;注:教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。重夏班授课可不另填写教案。【理、工科】周次第 3 周, 第 1次课备注自称 章名第2章力系的简化2-1汇交力系与力偶系的简化 2-2任意力系的简化时间分配仅共参 考,教学中需根 据具体情况加以 调整。课式 授方理论课(由;实验课();实习()2差2教学目的及要求掌握:力线平移定理任意力系的简化方法合力存在条件及计算方法;熟悉:任意力系的简化结果分析;汇交力系和力偶系简化的解析法;合力矩定理;了解:汇交力系简化的几何法;力螺旋概念教学内容提要时间 分配1.汇交力系的简化几何法,
14、力的多边形法则,力链,封闭边,力多边形; 解析法,合力投影定理;102.力偶系的简化合矢量投影定理53.力线平移定理 定理的证明; 实例及相关说明104.任意力系向已知点的简化简化思路及简化方法;简化结果;工程实例分析:固定端,飞机气动力;105.任意力系简化结果分析简化结果分析;力螺旋的概念及实例;最终合成结果;合力矩定理;例题 2-1-2-2;例题2-31551520第9页教学重点与难点1 .汇交力系和力偶系的合成都基于平行四边形法则,具体 计算时更多采用合矢量投影定理计算合力或合力偶在各个 轴上的投影;2 .力线平移定理是力系简化的重要手段,可通过解释非对 中拉伸时出现的弯曲现象,加强学
15、生对该定理的理解;3 .任意力系的简化思路是将其分解成一个汇交力系和力偶 系;详细讲解简化结果的后三种情形;引导学生归纳出非 平衡力系的最终简化结果及条件;4 .强调对平面任意力系简化的计算;例2-1例2-2由学生 独立完成,例2-3由教师启发学生完成。讨论、练习、作业课堂练习:3个例题;课后练习:2个习题;讨论:平面任意力系的简化结果分析。教学手段多媒体手段,必要时使用黑板参 考 资 料口刘延柱、杨海兴,理论力学,高等教育出版社,1991; 范钦珊主编,工程力学教程,高等教育出版社,1998;注:教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】周次
16、第 3 周, 第 2次课备注自称 章名第2章力系的简化2-3平行力系的简化 第3章力系的平衡3-1力系的平衡方程(一)时间分配仅共参 考,教学中需根 据具体情况加以 调整。课式 授方理论课(由;实验课();实习()2差2教学目的及要求掌握:平行力系及平面分布载荷的合力及中心的计算; 物体重心的计算方法;任意力系的平衡条件和平衡方程;熟悉:平行力系的主矢和主矩;平衡方程的各中简化形式;了解:平行力系主矢与主矩的位置关系; 确定平行力系中心的推导过程;教学内容提要时间 分配1.平行力系的简化主矢,主矩;平行力系的合力及中心;152.平行分布载荷线载荷,集度;儿何法确定合力的大小和作用线位置 例题2
17、U和例题2-5103.重心与形心重心、形心、质心的概念; 重心和形心的计算方法; 例题2-6和例题2-755 104.任意力系的平衡条件及平衡方程 平衡条件,平衡方程;四种特殊力系平衡方程的简化形式;155.平衡方程应用的简单举例例题3-1例题3-2例题3-3101010第11页教学重点与难点1 .平行力系的主要特点是主矢和主矩相互垂直,推导该结 论时应重点放在主矩的计算过程上;2 .确定平行力系中心的位置,使用的是合力投影定理,重 点防在力系对中心的主矩的计算上;3 .强调平面线载荷的工程实例,及利用几何法确定其合力 的大小和位置;4 .简单阐述重心、形心、质心概念的异同;学生应重点掌 握形
18、心、质心的定义公式;计算上掌握分割法和负面积法 计算重心;5 .对力系平衡方程的简化形式,引导学生得出结论;讨论、练习、作业课堂练习:5个例题;课后作业:4个习题;讨论:平衡方程所涉及到坐标轴,是否一定要相互垂直。教学手段多媒体手段,必要时使用黑板参考资料1刘延柱、杨海兴,理论力学,高等教育出版社,1991;2范钦珊主编,工程力学教程,高等教育出版社,1998;注:教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。【理、工科】周次第 4 周, 第 1次课备注自称 章名第3章力系的平衡3-1力系的平衡方程(二) 3-2刚体系统的平衡问题时间分配仅共参 考,教学中需根 据具体情况
19、加以 调整。课式 授方理论课(由;实验课();实习()教学 时数2教学目的及要求掌握:平面任意力系的平衡方程的各种形式; 物系的平衡条件;熟悉:二矩式和三矩式的推导静定和静不定及相关概念;了解:静不定问题的求解思路教学内容提要时间 分配1.平面任意力系的平衡方程 一矩式、二矩式和三矩式 各种简化形式;10102.例题训练 例题3-5; 例题3例; 例题3-7; 例题3-8;101010153.物系的平衡条件物系的平衡条件;静定和静不定的概念;例题3-9;求解静不定问题的主要思路;1015教学重点与难点1 .二矩式和三矩式的证明,及平面力系平衡方程的简化形 式,应引导学生得出结论,以巩固学生的基
20、本概念;2 .强调规范的解题过程,包括坐标系、正确的受力图,以 避免学生在考试中不必要的失分;3 .对物系平衡条件的阐述,强调独立平衡方程数的概念;4 .可简单向学生介绍求解静不定问题的基本思路;讨论、练习、作业课堂练习:6个例题; 课后作业:2个习题; 讨论:教学手段多媒体手段,必要时使用黑板参考资料1刘延柱、杨海兴,理论力学,高等教育出版社,1991; 范钦珊主编,工程力学教程,高等教育出版社,1998;注:教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。重夏班授课可不另填写教案。【理、工科】周次第 4 周, 第 2次课备注自称 章名第3章力系的平衡34考虑摩擦的平衡问题时间分配仅共参 考,教学
21、中需根 据具体情况加以 调整。课式 授方理论课(由;实验课();实习()教学 时数2教学目的及要求掌握:最大静滑动摩擦力及库仑静摩擦定律;临界状态法求解有静滑动摩擦力的平衡问题;熟悉:摩擦的概念;平衡范围法求解有静滑动摩擦力的平衡问题; 了解:摩擦角(锥)及摩擦自锁教学内容提要时间 分配1.摩擦现象摩擦概念及产生机理; 摩擦分类;102.静滑动摩擦最大静滑动摩擦及库仑静滑动摩擦定律; 摩擦角(锥)及摩擦自锁定10103.含静摩擦力的平衡问题求解思路 临界状态分析;平衡范围分析;10102.例题讲解例题3-21:临界状态分析与平衡范围分析;例题3-22:临界状态分析;15104.静力学总结15教
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