工程力学课程教案.docx

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工程力学课程教案

工程力学

课程教案

教材：

工程力学北京科技大学东北大学主编

冶金工程材料物理专业2003年级2005~2006学年I学期

任课教师：

邓传斌

2005年7月22日

第I部分静力学

引言

第一章静力学的基本概念受力图

1.本章的教学目的及基本要求：

目的：

使学生解工程力学的研究对象及其在工程技术中的地位和作用，掌握静力学的基本概念、静力学公理及其推论。

基本要求：

掌握常见约束反力的画法、掌握物体及简单物体系受力图的画法。

2.本章各节的教学内容及学时分配：

§1-1力的概念0.5学时

§1-2刚体的概念0.5学时

§1-3静力学公里0.5学时

§1-4约束与约束反力1学时

§1-5物体的受力分析受力图0.5学时

共3学时，课外3学时

3.本章教学内容的重点和难点：

重点：

刚体和质点的意义、必要性和适用性、约束及约束反力

难点：

约束类型的建立和划分、刚体系的受力分析

4.本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：

教学方式：

讲授

注意问题：

概念理解、记忆并能应用、注意结合工程实际。

5.习题

习题：

1-2、1-4

单元教案1

1.本单元教学内容（具体到各知识点）：

§1-1力的概念0.5学时

1）力及力的要素

2）力矢量

§1-2刚体的概念0.5学时

1）刚体

§1-3静力学公里0.5学时

1）四大公理

2）二力构件

3）力的可传性原理

4）三力汇交原理

§1-4约束与约束反力0.5学时

1）约束及约束反力

2.本单元的教学方式（手段）：

教学方式：

讲授

3.本单元师生活动设计：

教师提问——学生思考——教师讲授

4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：

电子教案：

5.本单元的作业布置：

习题：

1-2

第二章平面汇交力系

1.本章的教学目的及基本要求：

目的：

使学生了解平面汇交力系的基本概念、学会应用受力分析和基本公理来解决刚体的平衡问题。

基本要求：

掌握平面汇交力系的合成方法和平衡条件，能熟练应用解析方法解决工程中的平面汇交力系问题。

2.本章各节的教学内容及学时分配：

§3-1工程中的平面汇交力系0.1学时

§3-2平面汇交力系合成的几何法0.15学时

§3-3平面汇交力系平衡的几何条件0.25学时

§2-4平面汇交力系合成的解析法0.25学时

§2-5平面汇交力系平衡方程及应用受力图0.25学时

共1学时，课外3学时

3.本章教学内容的重点和难点：

重点：

汇交力系的力多边形法、力在坐标轴上的投影

难点：

力在坐标轴上的投影、平衡方程

4.本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：

教学方式：

讲授

注意问题：

概念理解、记忆并能应用。

5.习题

习题：

2-4、2-6、2-9

单元教案2

1.本单元教学内容（具体到各知识点）：

§1-4约束与约束反力0.5学时

2）约束的基本类型

§1-5物体的受力分析受力图0.5学时

1）受力分析图

2）受力分析的步骤

§3-1工程中的平面汇交力系0.1学时

1）平面汇交力系的工程事例

§3-2平面汇交力系合成的几何法0.15学时

1）平行四边形法

2）三角形法

3）多边形法

§3-3平面汇交力系平衡的几何条件0.25学时

1）力多边形自合

§2-4平面汇交力系合成的解析法0.25学时

1）力在坐标轴上的投影

2）合力投影定理

§2-5平面汇交力系平衡方程及应用受力图0.25学时

1）平衡条件

2）解题步骤

2.本单元的教学方式（手段）：

教学方式：

讲授

3.本单元师生活动设计：

教师提问——学生思考——教师讲授

4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：

电子教案：

5.本单元的作业布置：

习题：

1-4、2-4、2-6、2-9

第三章力矩平面力偶系

1.本章的教学目的及基本要求：

目的：

使学生了解转动产生的力学原因，学会如何是物体不发生转动运动。

基本要求：

掌握一个新的力学基本量----力偶矩，能够进行平面力偶系的合成与分解运算。

2.本章各节的教学内容及学时分配：

§3-1力对点之矩0.25学时

§3-2力偶与力偶矩0.25学时

§3-3力偶的等效0.25学时

§3-4平面力偶系的合成与平衡0.25学时

共1学时，课外3学时

3.本章教学内容的重点和难点：

重点：

力矩、力偶矩

难点：

力矩与力偶矩的区别与联系

4.本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：

教学方式：

讲授

注意问题：

概念理解、记忆并能应用。

5.习题

3-5、3-7

第四章平面一般力系

1.本章的教学目的及基本要求：

目的：

使学生了解平面一般力系的简化方法及平面一般力系的平衡条件。

基本要求：

掌握力向一点化简的基本方法、掌握平面一般力系的简化步骤、能熟练应用解析方法分析平面一般力系的平衡问题。

2.本章各节的教学内容及学时分配：

§4-1工程中的平面一般力系0.25学时

§4-2力线平移定理0.25学时

§4-3平面一般力系向一点简化主矢与主矩0.25学时

§4-4简化结果分析合力矩定理0.25学时

§4-5平面一般力系平衡条件与平衡方程0.75学时

§4-6平面平行力系的平衡方程0.5学时

§4-7静定与静不定问题0.5学时

§4-8物体系的平衡0.25学时

共3学时，课外3学时

3.本章教学内容的重点和难点：

重点：

力的平移定理、平衡方程、力系简化的步骤

难点：

力向一点简化的方法、平衡问题的解析方法

4.本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：

教学方式：

讲授

注意问题：

概念理解、记忆并能应用。

5.习题

习题：

4-6、4-7、4-15、4-18

单元教案3

1.本单元教学内容（具体到各知识点）：

§3-1力对点之矩0.25学时

1）矩的大小和矩心

§3-2力偶与力偶矩0.25学时

1）力偶

2）力偶矩的三要素

§3-3力偶的等效0.25学时

1）力偶等效的条件

§3-4平面力偶系的合成与平衡0.25学时

1）合成方法

2）平衡条件

§4-1工程中的平面一般力系0.25学时

1）工程实例

§4-2力线平移定理0.25学时

1）平移定理

§4-3平面一般力系向一点简化主矢与主矩0.25学时

1）简化方法

2）简化中心

§4-4简化结果分析合力矩定理0.25学时

1）简化结果

2）合力矩定理

2.本单元的教学方式（手段）：

教学方式：

讲授

3.本单元师生活动设计：

教师提问——学生思考——教师讲授

4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：

电子教案：

5.本单元的作业布置：

习题：

3-5、3-7、4-6、4-7

单元教案4

1.本单元教学内容（具体到各知识点）：

§4-5平面一般力系平衡条件与平衡方程0.75学时

1）平衡条件

2）平衡方程的几种形式

§4-6平面平行力系的平衡方程0.5学时

1）平衡条件与平衡方程

§4-7静定与静不定问题0.5学时

2）静不定的概念

§4-8物体系的平衡0.25学时

1）平衡条件

2）平衡问题的解题方法

2.本单元的教学方式（手段）：

教学方式：

讲授

3.本单元师生活动设计：

教师提问——学生思考——教师讲授

4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：

电子教案：

5.本单元的作业布置：

习题：

4-15、4-18

第五章摩擦

1.本章的教学目的及基本要求：

目的：

使学生了解摩擦的两种方式以及摩擦的工程应用。

基本要求：

掌握流动、静摩擦的转化条件、摩擦角和自锁的应用。

2.本章各节的教学内容及学时分配：

§5-1工程中的摩擦问题0.25学时

§5-2滑动摩擦0.25学时

§5-3考虑摩擦时的平衡问题举例0.25学时

§5-4摩擦角与自锁现象0.25学时

共1学时，课外3学时

3.本章教学内容的重点和难点：

重点：

摩擦系数、摩擦角、自锁

难点：

自锁

深化：

连续介质模型的应用、牛顿内摩擦定律应用、质量力与表面力的应用

拓宽：

牛顿内摩擦定律推广

4.本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：

教学方式：

讲授

注意问题：

概念理解、记忆并能应用。

5.习题

习题5-2、5-6

第六章空间力系重心

1.本章的教学目的及基本要求：

目的：

使学生了解空间一般力系的简化方法及平衡问题的基本解法。

基本要求：

掌握力对轴的矩、空间问题的平衡方程，学会计算物体的重心。

2.本章各节的教学内容及学时分配：

§6-1工程中的空间力系问题0.25学时

§6-2力在空间坐标轴上的投影0.25学时

§6-3力对轴的矩0.25学时

§6-4空间力系的平衡方程0.25学时

共1学时，课外3学时

3.本章教学内容的重点和难点：

重点：

力对轴的矩、平衡方程

难点：

力对轴的矩

4.本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：

教学方式：

讲授

注意问题：

概念理解、记忆并能应用。

5习题

习题：

6-4、6-8

单元教案5

1.本单元教学内容（具体到各知识点）：

§5-1工程中的摩擦问题0.25学时

1）实例

§5-2滑动摩擦0.25学时

1）静滑动摩擦定理

2）动滑动摩擦定理

§5-3考虑摩擦时的平衡问题举例0.25学时

1）滑动条件及摩擦的应用

§5-4摩擦角与自锁现象0.25学时

1）摩擦角

2）自锁

§6-1工程中的空间力系问题0.25学时

1）实例

§6-2力在空间坐标轴上的投影0.25学时

1）投影方法

§6-3力对轴的矩0.25学时

1）概念

2）合力矩定理

§6-4空间力系的平衡方程0.25学时

1）平衡条件

2）平衡方程

2.本单元的教学方式（手段）：

教学方式：

讲授

3.本单元师生活动设计：

教师提问——学生思考——教师讲授

4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：

电子教案：

5.本单元的作业布置：

习题：

5-2、5-4、6-4、6-8

第II部分材料力学

引言

第一章轴向拉伸和压缩

1.本章的教学目的及基本要求：

目的：

使学生了解材料力学的基本模型、基本方法、基本任务；了解强度计算、刚度计算的一般方法和步骤；了解实验设备，掌握低碳钢和铸铁的力学性能指标测定。

基本要求：

使学生理解构件的承载能力、掌握变形固体的基本假设、了解四类基本变形形式、理解轴向拉伸与压缩的概念、掌握截面法、轴力与轴力图、横截面和斜截面上的应力计算、掌握虎克定律、理解低碳钢和铸铁的力学性能、理解许用应力概念、掌握强度条件及其应用。

2.本章各节的教学内容及学时分配：

§1-1工程中的轴向拉伸和压缩问题1学时

§1-2轴向拉伸和压缩时的内力1学时

§1-3横截面上的应力1学时

§1-4轴向拉伸和压缩时的变形1学时

§1-5拉伸和压缩时材料的力学性能2学时

§1-6轴向拉伸和压缩时的强度计算2学时

§1-7拉伸和压缩静不定问题1学时

§1-8应力集中的概念0.5学时

§1-9变形能的概念0.5学时

共10学时，课外3学时

3.本章教学内容的重点和难点：

重点：

理想变形固体模型、截面法、强度条件、刚度条件、应力和应变、轴向拉压模型、安全系数、失效机理和力学实验

难点：

截面法、失效机理与强度准则、安全系数、内力与应力的相互关系、应力分布与杆件变形的相互关系

4.本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：

教学方式：

讲授

注意问题：

概念理解、记忆并能应用。

5.习题

习题：

1-2、1-4、1-5、1-8、1-13、1-17、1-21

单元教案6

1.本单元教学内容（具体到各知识点）：

§1-1工程中的轴向拉伸和压缩问题0.5学时

1）实例

§1-2轴向拉伸和压缩时的内力1学时

1）截面法

2）轴力与轴力图

2.本单元的教学方式（手段）：

教学方式：

讲授

3.本单元师生活动设计：

教师提问——学生思考——教师讲授

4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：

电子教案：

5.本单元的作业布置：

习题：

1-2

单元教案7

1.本单元教学内容（具体到各知识点）：

§1-3横截面上的应力1学时

1）平面假设

2）横截面上的应力

§1-4轴向拉伸和压缩时的变形1学时

1）绝对变形和相对变形

2）泊松方程

2.本单元的教学方式（手段）：

教学方式：

讲授

3.本单元师生活动设计：

教师提问——学生思考——教师讲授

4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：

电子教案：

5.本单元的作业布置：

习题：

1-4

单元教案8

1.本单元教学内容（具体到各知识点）：

§1-5拉伸和压缩时材料的力学性能2学时

1）低碳钢拉伸时的力学性能------四个阶段几相应的极限应力

2）滑移线、弹性摸量、四个极限应力、强化、加工硬化、颈缩及延伸率

3）其他材料在拉伸时的力学性能

4）材料在压缩时的力学性能

2.本单元的教学方式（手段）：

教学方式：

讲授

3.本单元师生活动设计：

教师提问——学生思考——教师讲授

4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：

电子教案：

5.本单元的作业布置：

习题：

单元教案9

1.本单元教学内容（具体到各知识点）：

§1-6轴向拉伸和压缩时的强度计算2学时

1）安全系数与许用应力

2）强度条件

2.本单元的教学方式（手段）：

教学方式：

讲授

3.本单元师生活动设计：

教师提问——学生思考——教师讲授

4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：

电子教案：

5.本单元的作业布置：

习题：

单元教案10

1.本单元教学内容（具体到各知识点）：

§1-7拉伸和压缩静不定问题1学时

1）概念

2）解法

§1-8应力集中的概念0.5学时

1）应力集中系数及应力集中的防治

§1-9变形能的概念0.5学时

1）外力的功和构件的弹性应变能

2.本单元的教学方式（手段）：

教学方式：

讲授

3.本单元师生活动设计：

教师提问——学生思考——教师讲授

4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：

电子教案：

5.本单元的作业布置：

习题：

第二章剪切

1.本章的教学目的及基本要求：

目的：

使学生了解剪切与挤压的基本概念和计算方法。

基本要求：

掌握剪切与挤压的实用计算方法。

2.本章各节的教学内容及学时分配：

§2-1工程中的剪切问题0.5学时

§2-2剪切实用计算1.5学时

共2学时，课外3学时

3.本章教学内容的重点和难点：

重点：

名义剪应力、挤压应力

难点：

剪切面、挤压面

4.本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：

教学方式：

讲授

注意问题：

概念理解、记忆并能应用。

5.习题

习题：

2-2、2-4

单元教案11

1.本单元教学内容（具体到各知识点）：

§2-1工程中的剪切问题0.5学时

1）实例

§2-2剪切实用计算2.5学时

1）剪切强度

2）挤压强度

2.本单元的教学方式（手段）：

教学方式：

讲授

3.本单元师生活动设计：

教师提问——学生思考——教师讲授

4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：

电子教案：

5.本单元的作业布置：

习题：

2-2、2-4

第三章扭转

1.本章的教学目的及基本要求：

目的：

使学生了解扭转变形的基本力学模型和扭转强度与刚度计算的基本方法。

基本要求：

掌握圆轴扭转时横截面上的应力计算方法、相对扭转角和绝对扭转角的计算方法、切应力互等定理、圆轴扭转的强度分析及刚度分析方法。

2.本章各节的教学内容及学时分配：

§3-1工程中的扭转问题0.5学时

§3-2扭转时的内力1学时

§3-3薄壁园筒的扭转1.5学时

§3-4圆轴扭转时的应力和变形2学时

§3-5圆轴扭转时的强度和刚度计算1学时

共6学时，课外3学时

3.本章教学内容的重点和难点：

重点：

切应力互等定理、纯剪切状态、圆轴扭转时横截面上的应力计算公式

难点：

圆轴扭转时横截面上的应力分布规律的分析

4.本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：

教学方式：

讲授

注意问题：

概念理解、记忆并能应用。

5.习题

习题：

3-2、3-4、3-7

单元教案12

1.本单元教学内容（具体到各知识点）：

§3-1工程中的扭转问题0.5学时

1）实例及圆轴扭转的概念

§3-2扭转时的内力1学时

1）外力偶矩饿计算

2）扭矩和扭矩图

§3-3薄壁园筒的扭转0.5学时

1）扭转时的应力

2.本单元的教学方式（手段）：

教学方式：

讲授

3.本单元师生活动设计：

教师提问——学生思考——教师讲授

4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：

电子教案：

5.本单元的作业布置：

习题：

单元教案13

1.本单元教学内容（具体到各知识点）：

§3-3薄壁园筒的扭转1.5学时

2）切应力互等定理

3）剪切胡克定理

§3-4圆轴扭转时的应力和变形1学时

1）圆轴扭转时的应力

2.本单元的教学方式（手段）：

教学方式：

讲授

3.本单元师生活动设计：

教师提问——学生思考——教师讲授

4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：

电子教案：

5.本单元的作业布置：

习题：

单元教案14

1.本单元教学内容（具体到各知识点）：

§3-4圆轴扭转时的应力和变形1学时

2）圆轴扭转时的变形

§3-5圆轴扭转时的强度和刚度计算1学时

1）强度计算

2）刚度计算

2.本单元的教学方式（手段）：

教学方式：

讲授

3.本单元师生活动设计：

教师提问——学生思考——教师讲授

4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：

电子教案：

5.本单元的作业布置：

习题：

第四章弯曲内力

1.本章的教学目的及基本要求：

目的：

使学生理解平面弯曲的概念、了解弯曲内力的计算方法。

基本要求：

掌握剪力和弯矩的计算、掌握弯矩、剪力与载荷集度间的关系、熟练绘制剪力图和弯矩图。

2.本章各节的教学内容及学时分配：

§4-1工程中的弯曲问题0.5学时

§4-2剪力和弯矩1.5学时

§4-3剪力图和弯矩图1学时

§4-4剪力、弯矩和分布载荷集度间的关系1学时

共4学时，课外3学时

3.本章教学内容的重点和难点：

重点：

平面弯曲的概念、弯矩、剪力与载荷集度间的关系

难点：

连弯矩、剪力与载荷集度间的关系

4.本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：

教学方式：

讲授

注意问题：

概念理解、记忆并能应用。

5.习题

习题：

4-3、4-4、4-8、4-11

单元教案15

1.本单元教学内容（具体到各知识点）：

§4-1工程中的弯曲问题0.5学时

1）工程实例

2）平面弯曲模型

§4-2剪力和弯矩1.5学时

1）剪力和弯矩的概念及计算方法

2.本单元的教学方式（手段）：

教学方式：

讲授

3.本单元师生活动设计：

教师提问——学生思考——教师讲授

4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：

电子教案：

5.本单元的作业布置：

习题：

单元教案16

1.本单元教学内容（具体到各知识点）：

§4-3剪力图和弯矩图1学时

1）各种梁的载荷情况下剪力图和弯矩图的画法

§4-4剪力、弯矩和分布载荷集度间的关系1学时

1）剪力、弯矩和分布载荷集度间的微分关系

2.本单元的教学方式（手段）：

教学方式：

讲授

3.本单元师生活动设计：

教师提问——学生思考——教师讲授

4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：

电子教案：

5.本单元的作业布置：

习题：

第五章弯曲应力

1.本章的教学目的及基本要求：

目的：

使学生了解梁在纯弯曲时横截面上的应力分布规律及计算方法、掌握梁的强度计算方法及影响梁的抗弯能力的一些因素。

基本要求：

掌握梁弯曲时横截面正应力分布与计算、了解横截面切应力计算方法、掌握梁的强度条件及其应用、理解提高梁强度的措施。

2.本章各节的教学内容及学时分配：

§5-1弯曲时的正应力1.5学时

§5-2惯性矩的计算0.5学时

§5-3弯曲时的强度计算1.5学时

§5-4提高梁抗弯能力的措施0.5学时

共4学时，课外3学时

3.本章教学内容的重点和难点：

重点：

应力分布规律及计算方法

难点：

应力分布规律的分析

4.本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：

教学方式：

讲授

注意问题：

概念理解、记忆并能应用。

5.习题

习题：

5-2、5-4、5-6、5-8、5-11、5-14

单元教案17

1.本单元教学内容（具体到各知识点）：

§5-1弯曲时的正应力1.5学时

1）变形几何关系及平面假设

2）物理关系

3）静力关系

§5-2惯性矩的计算0.5学时

1）简单截面的惯性矩

2）组合截面的惯性矩、平行移轴公式

2.本单元的教学方式（手段）：

教学方式：

讲授

3.本单元师生活动设计：

教师提问——学生思考——教师讲授

4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：

电子教案：

5.本单元的作业布置：

习题：

单元教案18

1.本单元教学内容（具体到各知识点）：

§5-3弯曲时的强度计算1.5学时

1）弯曲正应力强度计算

2）截面抗弯摸量

§5-4提高梁抗弯能力的措施0.5学时

1）选择合理截面

2）合理布置梁的支坐和载荷

2.本单元的教学方式（手段）：

教学方式：

讲授

3.本单元师生活动设计：

教师提问——学生思考——教师讲授

4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：

电子教案：

5.本单元的作业布置：

习题：

第六章弯曲变形静不定梁

1.本章的教学目的及基本要求：

目的：

使学生了解弯曲变形中的挠度和转角的意义及计算方法、明白影响梁的刚度的因素。

基本要求：

掌握流梁的挠曲线近似微分方程、挠度及转角的计算方法、能够进行梁的刚度计算。

2.本章各节的教学内容及学时分配：

§6-1工程中的弯曲变形问题0.5学时

§6-2梁的挠曲线近似微分方程0.5学时

§6-3用积分法计算梁的变形0.5学时

§6-4用叠加法计算梁的变形0.5学时

§6-5梁的刚度校核0.5学时

§6-6静不定梁0.5学时

共3学时，课外3学时

3.本章教学内容的重点和难点：

重点：

挠曲线微分方程、挠度和转角、叠加原理

难点：

积分边界条件和连续条件

4.本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：

教学方式：

讲授

注意问题：

概念理解、记忆并能应用。

5.习题

习题：

6-2、6-3、6-5、6-8、6-14

单元教案19

1.本单元教学内容（具体到各知识点）：

§6-1工程中的弯曲变形问题0.5学时

1）弯曲变形的实例

§6-2梁