约束和约束反力

学 科 课 题 教 材 教 学 目 标 教 学 建筑力学 课 型 新授课 班级 课 时 2课时 《约束和约束反力》 2011级建筑班 全国中等职业学校建筑类通用教材 《土木工程基础力学》 （第四版） 高等教育出版社 知识目标 能力目标 情感目标 掌握常见约束类型及其反力 培养学生自学能力、合作能力、理解能力 培养学生团结协作的精神 激发学生的学习兴趣 根据约束的类型确定约束反力 重 点 教 学 根据约束的类型确定约束反力 教学 用具 多媒体教学自制课件 难 点 学生前面学习了力的相关概念及静力学公理，今天我们专门研究一下约束与约束反力。 本节课我通过回忆共同熟悉的场景和提出问题导入新课，在教学过程教材 处理 思路 中我为学生演示一系列形象直观的图片，并不断的提出问题，采用分组讨论的方式解决提出的问题，充分激发学生的学习兴趣，调动学生的学习热情，使学生积极主动的参与到课堂教学中，巧妙的解决了本节课的教学重点和难点，着重培养了学生团结协作的精神，激发了学生的竞争意识，通过教师讲述与学生自学相结合，培养学生的自学能力，为学生以后的学习奠定了基础 教学环节 教学内容 【知识回顾】 ·上一节我们学习了力的基本知识和静力学公理， 提问：二力平衡公理，加减平衡力系公理，作用与反作用公理，平行四边形公理，以小组为单位举例说明 讨论并回答 二力平衡公理说明了作用在一个物体上的两个力的平衡 加减平衡力系公理用于力系的等效代换 作用与反作用公理揭示了物体间的相互作用关系 平行四边形公理反映了两个汇交力合成的规律 提出问题：那么在这些例子中，运动中的或者静止的物体他们的运动轨迹是不是在一定范围之内的？ 教师活动 根据所学的内容，举例分析总结学生的发言，并引导学生回顾已学的知识点 学生活动 思考老师提出的 问题，分组讨论，总结，找代表发言 设计 意图 知 识 回 顾 （5’） 师生共同探索，为今天新知识的学习做铺垫。 根据大家所熟 悉的现象提出过花灯了吗？花灯漂亮吗？那大家有问题 新 没有注意到天上的孔明灯呢？讲孔明 思考教师提出的 课 灯的故事 问题，通过观察点评学生答图片，各小组讨导 提问孔明灯能不能根据我们案，引导学生进论 的意愿运动？举例说出几个能按照我入 入新课 们意愿运动的物体？ （5’） （不能 风筝） 提出自由体非自由体的概念 自由体——不受任何限制而可以在空 间自由运动 非自由体——受周围物体的限制，而 【引言】元宵节刚刚过去，大家都看 问题驱动 进行开篇，激发学生学习兴趣 ： 不可以在空间某些方向自由运动 阻碍非自由体运动的限制物，在力学中称为约束 学生思考问 题，各小组讨论，小组抢答活动能够充分调动学生积极性，活探 【导入新课】 各小组讨论试举例运动中的某个物体，哪些力使它运动，那些力限制运带领学生共同表达自己的观点 总结结论 索 动 研 究 1、约束与约束反力 主动力 ——使物体产生运动或运动趋势的力。 约束——限制物体运动的其他物体。 约束反力——约束对于被约束物体的运动起限制作用的力。 在教师的引导跃课堂下，与教师一起总结出板书文字。 气氛 提高学生的总结归纳，合作探究能力。落实知识目标1 任 2、几种常见的约束类型及其反 力 务 1、柔体约束 图片演示，展示 一 （15’） 绳索类只能受拉，所以它们的约大家都熟悉的 束反力是作用在接触点，方向沿图片，试分析他 绳索背离物体。 的受力情况 约束特征：只能限制物体沿着柔 索的中心线离开柔索的运动。 反力特征：柔索对物体的约束反 画受力图，在老 师的带领下总结 其反力特征 图片演示引入课题，使抽象的知识变得直观简单 探 索 研 究 （10’） 力通过接触点，其方向沿着柔索 的中心线而背离物体，是拉力。 2、光滑接触面约束 光滑面约束——当物体在接触处的摩擦力很小，即可以忽略不计时，两物体彼此形成的约束就是光滑面约束。 图片演示，引导 学生分析动画， 理清分析思路。 探 约束特征：只能限制物体沿着接触 面的公法线指向接触面的运动，而 不能限制物体沿着接触面的公切 线或离开接触面的运动。 索 研 究 反力特征：通过接触点，沿公法线 方向指向被约束物体，是一个压 力，常用字母N 表示。 3、光滑圆柱铰链约束 圆柱形铰链约束——两物体分别钻有直径相同的圆柱形孔，用一圆柱形销 播放图片 教师采取演示法，讲解法相结合，在教 在前面知识的引师分析导下，让学 生自完后总主学习，分析并总结出相应的知识点 结结论，让学生进一步明确知识点，给学生自我评价和自我表现的机会，提高学生合作探究能力 任 务 钉连接起来，在不计摩擦时，即构成 光滑圆柱形铰链约束，简称铰链约束 二 （10’） A B 探 约束特点：约束的本质为光滑接触 面约束，因其接触点位置未定，无法 预先确定的未知力。通常用两个大小 未知的正交分力来表示。 索 研 究 铰链约束分类：连接铰链、链杆支 座、固定铰链支座、活动铰链支座 4、 固定铰支座： 学生自主探究和教师讲解相结合，提任 播放图片，巡回 指导各小组分 析情况 观看图片，学生自主分析，各小务 固定铰支座——用圆柱铰链连接的两个构件中，如果有一个固定不动，就构成固定铰支座。 二 （15’） 点评、指正学生组派代表阐述本高学生结论。 组观点。 聆听教师指导， 总结归纳能力和自主探究能力 探 这种支座能限制构件沿圆柱销半 径方向的移动，而不能限制其转 动，其约束反力与圆柱铰链相同。  索 研 究 任 5、可动铰支座： 可动铰支座——将铰链支座用几个辊轴在水平面上即构成可动铰播放图片，巡回 指导各小组分 析情况 务 支座。 观看图片，学生 点评、指正学生自主分析，各小 二 （10’） 结论。 约束特征：不能限制被支承构件绕销钉的转动和沿支承面方向的运动，而只能阻止构件在垂直于支承面方向向下运动。 反力特征：可动铰支座的约束反力垂直于支承面且通过销钉中心，其大小和方向待定。 组派代表阐述本 组观点。 聆听教师指导， 学生自主探究 总结：填表 约束名称 柔体约束 光滑接触面约束 可动铰支座 圆柱铰链 固定铰支座 约束性能 约束特征 方向 1.画出表格 三名同学起来填和教师2请学生起来填写相关内容，其讲解相写表格 他同学认真倾听并评价正确与否 结合，提高学生总结归纳能力 和自主探究能力 通过学生填写表格，引导学生回忆运动特点及实例，加强学生记忆 课堂 练习 （10’） 1．由绳索、链条、胶带等柔体构成的约束称为（ ）约束。 A.光滑面约束；B.柔体约束；C.链杆约束；D.固定端约束 2．光滑面对物体的约束反力，作用在接触点处，其方向沿接触面的公法线( ) A．指向受力物体，为压力； B．指向受力物体，为拉力； C．背离受力物体，为拉力； D．背离受力物体，为压力 3．固定端支座不仅可以限制物体的（ ），还能限制物体的（ ）。 A．运动；移动； B．移动；活动； C．转动；活动； D．移动；转动 1、学生通过高考题目对知识点进行总结。 知识 归纳 （12’） 2、教师通过对高考题目点评，完善学生知识结构。 3、教师对学生表现进行总结。 作业 思考：在常见的约束类型中，哪些约束反力的作用线和方向是已知的？哪些约束反力只能确定其作用线？哪些约束的反力只能确定其通过一点