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《土木工程力学基础》（高教版）《力偶》教学设计课题2.4力偶教学时间2课时教学目标知识与技能1、能说出构成力偶的两个力的特点，知道力偶的作用效果；2、知道力偶作用效果大小的度量是用力偶矩，能计算力偶矩。3、理解力偶的三个性质，会用力偶的性质解释生活和工程中的一些实际问题；4、感悟平面力偶系的平衡问题在工程中的应用。过程与方法1、能通过生活和工程中的力偶作用的实例，体验力偶的特点和性质；2、探究利用平面力偶系平衡条件的解题方法。情感、态度、价值观1、通过分析力偶的性质，分析解决实际问题，培养学生严谨科学的工作态度；2、通过分析平面力偶系平衡在工程中的应用，增强安全意识。教学重点运用力偶的性质和平面平衡力偶系的平衡条件求解简单的平衡问题。教学难点1、力偶与力矩的区别，力偶性质的理解；2、感悟平面力偶系的平衡问题在工程中的应用。教学内容及其过程学生活动教师导学一、引入1．如图一中，手开水龙头时，两个手指拇的用力有何特点？2．洗衣服时，拧衣服时，两个手对衣服的用力又有何特点?图一图二3．在工程中，有没有类似的使物体转动或阻止物体转动的情况？二、导学提纲1、力偶的概念（1）通过实践证明，作用在物体上的大小相等，方向相反的平行而不共线的两个力，对物体的作用效果是使物体产生，而没有，这样的两个力构成的力系称为。（2）力偶之间的垂直距离叫。让同学们观察图一和图二以及生活中的经验来回答问题。1、自主学习自学教材、自主完成导学提纲，记录疑点或无法解决的问题，为通过图一、图二的实验，让学生观察，结合工程中的实例来引入课题。1、布置前置作业课前精心预设前置作业，（由导学提纲、练一练、探究与《土木工程力学基础》（高教版）（3）构成力偶的两个力大小相等，方向相反，这两个力是不是一对平衡力？为什么？（4）钥匙开门，手开水龙头，洗衣服要拧转衣服是如何施加的力？2、力偶矩（1）力偶对物体作用的转动效果的大小与成正比，还与成正比，因此，将两者的乘积加上正负号称为，用表示，其国际单位是或。（2）是衡量力偶作用效果大小的几何量，力偶使物体作逆时针转动时，力偶矩规定为，顺时针转动规定为。（3）教材P38图2-21作用的最小的力是KN。3、力偶的性质（1）力偶在任一轴上的投影等于，力偶不能用一个力来代替，因此，力偶只能与平衡。（2）力偶对其作用平面内任一点之矩等于，而与矩心位置，如：……（3）作用在物体上的力偶，在保证其力偶矩大小相等，转向相同的情况下，力偶可以在其平面内，或同时改变和，而不改变力偶对物体的转动效应。（4）试说明力偶矩为10KN·M的力偶，构成该力偶的力和力偶臂有多少种情况？（5）汽车吨位越大，方向盘直径相对要做得大一些，为什么？你认为开车时，手如何作用在方向盘上最省力？为什么？3、平面力偶系的平衡条件（1）平面力偶系是指，其合成结果是一个，其力偶矩等于。（2）平面力偶系的平衡条件是，利用平面力偶系的平衡条件可以求出个未知量。（3）有一个物体上的同一平面内作用一个逆时针转动的力偶，其力偶矩为30KN·M，作用了一个顺时针转动的力偶，力偶矩为20KN·M，则还应在该物体的同一平面上作用一个转向为，其力偶矩为KN·M的力偶，才能该物体处于平衡状态。三、教师精讲[例１]题目见教材P39例2-6交流作准备。2、组内交流在小组长的组织下，有序开展交流与探讨，共同解决存在的问题，并整理交流的结果。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。感悟组成）组织学生自主学习。2、巡视导学巡视课堂，了解情况，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、点评与精讲对各组讨论进行点评，对重点内容进行精讲，提示学生：平面力偶系合成为一个力偶，合力偶矩等于各力偶矩的代数和。《土木工程力学基础》（高教版）解:（1）画受力图，如图2-24b所示。（依据：力偶只能力偶平衡）（2）物体在力偶系作用下处于平衡状态,满足平衡方程：ΣMei=0，FNAl-Me=0所以FNA=Me/l=100kN·m/5m=20kN（↓）FNB=FNA=20kN（↑）四、练一练练习1下图中，若Ｆ２＝10KN，d1=10cm，就能使丝锥转动，当力作用在两端点时，d2=15cm，要使丝锥转动，F1至少为多大？练习2图中的四个力作用在一个物体的A、B、C、D四点上，设F1与F3、F2与F4大小相等、方向相反、且作用线互相平行。试问物体是否平衡？为什么？五、探究与感悟1、探究：力偶矩Me=Fr不能用一个力来平衡，为什么图中的滑轮能平衡？2、感悟：悬挑梁在分布荷载作用下，有使挑梁绕支点转动4、自我检测独立完成，学困生可在同学助学下完成。5、反思提高通过探究与感悟，激发求知欲望，提高学习专业的兴趣。4、反馈小结巡视指导，了解课堂教学效果，对课堂练习进行点评，对平衡问题的求解进行小结。5、课外拓展对学有余力的同学要求探究不同的解题方法，并感悟力偶知识在工程中应用，提升学生的能力。《土木工程力学基础》（高教版）的趋势，墙体使挑梁保持了平衡，说明挑梁在墙的支座处有个力偶（支座反力）阻止了其转动，可怎样来理解这个力偶。六、布置作业课外作业：1、通过本内容的学习，你有哪些收获？还存在哪些困惑？2、参观建筑施工现场，观察工程中，运用了力偶知识的实例，试用相关知识作出解释。