《机械设计基础》课程单元教学设计单元标题：轴向拉伸与压缩横截面上内力的计算单元教学学时2在整体设计中的位置第9次授课班级上课地点教学目标能力目标知识目标素质目标1.能辨认工程中常见的基本变形；2.能使用截面法求解轴力；3.能利用直接法求轴力；4.能绘制杆件的轴力图；1.认识工程中常见的四种基本变形；2.掌握拉伸与压缩变形的受力和变形特点；3.理解内力的概念；4.掌握截面法求内力；5.掌握直接法求轴力；6.掌握轴力图；1、培养学生热爱本专业、爱学、会学的思想意识。2、培养学生应用理论知识分析和解决实际问题的能力；3、培养学生的团队合作意识；4、培养学生仔细、认真、严谨的工作态度。能力训练任务及案例任务：求拉压杆的轴力画轴力图；案例1：截面法求一等直杆轴力案例2：求作等直杆轴力图教学材料1、教材2、使用多媒体辅助教学。1单元教学进度步骤教学内容教学方法学生活动工具手段时间分配1复习、导入复习：静力学受力分析导入：静力求解不是我们的最终目的，工程中的构件是否能安全可靠的工作、构件的尺寸是否合理都是我们需要解决的问题，这节课我们来分析构件的承载能力。提问讲授讨论回答黑板课件视频5分钟2设置情景提出问题工程中杆受力发生拉压变形如图示，画出杆的轴力图情景教问题探究问题引领听讲思考黑板、ppt5分钟3讲授新知提供咨询一.概念1.强度要求：强度是构件承受外力时抵抗破坏的能力2.刚度要求：刚度是构件承受外力时抵抗变形的能力。3.稳定性要求：稳定性是构件承受外力时保持原有平衡状态的能力。4.构件的承载能力：构件强度、刚度和稳定性统称为构件的承载能力。5.内力：当构件受到外力作用而变形时，其内部各部分材料之间因相对位置发生改变，从而引起相邻部分材料间因力图恢复原有形状而产生的相互作用力，称为内力。二.截面法用一假想的截面从要求内力处将杆件切开分成两段，取其中的任意一段为研究对象，画出其受力图，利用平衡方程，求出内力。其步骤可归结为下列四步：切、取、代、平三、杆件的基本变形：1.轴向拉伸和压缩讲授法启发式问题探究讨论法分数激励听讲讨论回答黑板、ppt10分钟23讲授新知提供咨询2.剪切3.扭转4.弯曲四.拉伸与压缩的受力与变形特点1.受力特点：杆件受到的力（或合力）与其轴线重合。２.变形特点：杆件受到的力（或合力）与其轴线重合时，发生的伸长或缩短变形。五.截面法求轴力1.轴力：与杆件的轴线重合的内力（用FN或N表示）2.截面法：用一假想的截面从要求内力处将杆件切开分成两段，取其中的任意一段为研究对象，画出其受力图，利用平衡方程，求出内力。其步骤可归结为下列四步：切、取、代、平如图(a)所示，用截面1-1假想地将杆件切开，取左(右)段为研究对象，受力图如图(b)（c）由∑X=0得N-P=0所以N=P讲授法启发式问题探究讨论法分数激励听讲讨论回答黑板、ppt10分钟33讲授新知提供咨询3.轴力的正负：轴力指向离开截面（拉力）为正；轴力指向指向截面（压力）为负。4.轴力图：将杆件的轴力随截面位置变化的关系用一个图形来表示。5.例题：解：（1）求1-1截面上的轴力为了显示1-1截面上的轴力，并使轴力成为作用于研究对象上的外力，假想沿1-1截面将等直杆分为两部分，取其任一部分为研究对象。现取左段为研究对象，其受力图如图（b）所示。列平衡方程0xF,110NF解得1110kNNF（2）求2-2截面的轴力取2-2截面左段为研究对象，并画其受力图，如图5-3（c）所示。由平衡方程0xF，2120NFF解得21235kNNFF（3）求3-3截面的轴力取3-3截面左段为研究对象，并画其受力图，如图5-3（d）所示。由平衡方程0xF，31230NFFF解得312320kNNFFF任一截面上的轴力的数值等于该截面一侧所有轴向外力的代数和，当外力的方向与该截面正的轴力方向相反时取正，反之取负。即NF这就是计算轴力的直接法。讲授法启发式问题探究讨论法分数激励听讲讨论回答黑板、ppt10分钟43讲授新知提供咨询六.轴力图为了形象地表示轴力沿杆件轴线的变化情况，常取平行于杆轴线的坐标表示杆横截面的位置，垂直于杆轴线的坐标表示相应截面上轴力的大小，正的轴力（拉力）画在横轴上方，负的轴力（压力）画在横轴下方。这样绘出的轴力沿杆轴线变化的图线，...
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