教學班級教研主任簽字教學時間教務處長簽字科目工程力學教學課題第一章、靜力學基礎任務1靜力學基本概念任務2靜力學公理教學目的（一）、知識點1、理解力的概念；掌握力的三要素。2、掌握力學中標量和矢量的概念及體現方式。3、熟悉剛體的概念。4，掌握力學四大公理。（二）、能力訓練1、培養學生運用概念去分析問題、解決問題的能力。2、培養學生的認識能力，進一步發展學生的思維能力。（三）、德育滲入1、樹立對的的辯證唯物主義觀點。2、培養學生勤學好問、嚴謹求實、勇于探索的優秀品質。教學辦法本節內容理論性強，宜采用講授法。重點、難點、及解決辦法（一）、重點力的概念；掌握力的三要素；力學中標量和矢量的概念及體現方式；力學四大公理（二）、難點力學中標量和矢量的概念及體現方式（三）、解決方法1、重點解決的方法。（1）、從概念上講清力的概念。（2）、用圖示的辦法搞清標量和矢量的概念。（3）、用舉例法敘述力的三要素以及四大公理。2、難點解決的方法用實例和做圖的辦法使學生弄懂力學中標量和矢量的概念及體現方式。教學準備工程力學（武漢大學出版社）教案掛圖ppt等其它教學工具學時安排2學時板書設計力的概念→力的三要素→力學中標量和矢量的概念→力的體現方式→力學四大公理。復習舊課工程力學是研究有關物質宏觀運動規律，及其應用的科學。工程力學提出問題，力學的研究成果改善工程設計思想。導入新課從工程上的應用來說，工程力學涉及：質點及剛體力學，固體力學，流體力學，流變學，土力學，巖體力學等。講授新課靜力學基礎任務1靜力學基本概念靜力學是研究物體的平衡問題的科學。重要討論作用在物體上的力系的簡化和平衡兩大問題。所謂平衡，在工程上是指物體相對于地球保持靜止或勻速直線運動狀態，它是物體機械運動的一種特殊形式。一、剛體的概念工程實際中的許多物體，在力的作用下，它們的變形普通很微小，對平衡問題影響也很小，為了簡化分析，我們把物體視為剛體。所謂剛體，是指在任何外力的作用下，物體的大小和形狀始終保持不變的物體。靜力學的研究對象僅限于剛體，因此又稱之為剛體靜力學。二、力的概念力的概念是人們在長久的生產勞動和生活實踐中逐步形成的，通過歸納、概括和科學的抽象而建立的。力是物體之間互相的機械作用，這種作用使物體的機械運動狀態發生變化，或使物體產生變形。力使物體的運動狀態發生變化的效應稱為外效應，而使物體發生變形的效應稱為內效應。剛體只考慮外效應；變形固體還要研究內效應。經驗表明力對物體作用的效應完全決定于下列力的三要素：（1）力的大小是物體互相作用的強弱程度。在國際單位制中，力的單位用牛頓（N）或公斤力（kgf），1kN=103N。1kgf=9.8N（2）力的方向包含力的方位和指向兩方面的涵義。如重力的方向是“豎直向下”。“豎直”是力作用線的方位，“向下”是力的指向。（3）力的作用位置是指物體上承受力的部位。普通來說是一塊面積或體積，稱為分布力；而有些分布力分布的面積很小，能夠近似看作一種點時，這樣的力稱為集中力。如果變化了力的三要素中的任一要素，也就變化了力對物體的作用效應。既然力是有大小和方向的量，因此力是矢量。能夠用一帶箭頭的線段來表達，如圖1-1所示，線段AB長度按一定的比例尺表達力F的大小，線段的方位和箭頭的指向表達力的方向。線段的起點A或終點B表達力的作用點。線段AB的延長線（圖中虛線）表達力的作用線。圖1－1用黑體字母表達矢量，用對應字母表達矢量的大小。圖1－1普通來說，作用在剛體上的力不止一種，我們把作用于物體上的一群力稱為力系。如果作用于物體上的某一力系能夠用另一力系來替代，而不變化原有的狀態，這兩個力系互稱等效力系。如果一種力與一種力系等效，則稱此力為該力系的合力，這個過程稱力的合成；而力系中的各個力稱此合力的分力，將合力代換成分力的過程為力的分解。在研究力學問題時，為方便地顯示多個力系對物體作用的總體效應，用一種簡樸的等效力系（或一種力）替代一種復雜力系的過程稱為力系的簡化。力系的簡化是剛體靜學的基本問題之一。任務2靜力學公理所謂公理就是無需證明就為大家在長久生活和生產實踐中所公認的真理。靜力學公理是靜力學全部理論的基礎。公理1二力平衡公理作用于同一剛體上的兩個力成平衡的必要與充足條件是：力的大小相等，方向相反，作用在同始終線上。能夠表達為：F=-F/或F+F/=0此公理給出了作用于剛體上的最簡力系平衡時所必須滿足的條件，是推證其它力系平衡條件的基礎。在兩個力作用下處在平衡的物體稱為二力體，若物體是構件或桿件，也稱二力構件或二力桿件簡稱二力桿。公理2加減平衡力系公理在作用于剛體的任意力系中，加上或減去平衡力系，并不變化原力系對剛體作用效應。圖1－2推論一力的可傳性原理圖1－2作用于剛體上的力能夠沿其作用線移至剛體內任意一點，而不變化該力對剛體的效應。證明：設力F作用于剛體上的點A，如圖1-2所示。在力F作用線上任選一點B，在點B上加一對平衡力F1和F2，使F1=－F2=F則F1、F2、F構成的力系與F等效。將平衡力系F、F2減去，則F1與F等效。此時，相稱于力F已由點A沿作用線移到了點B。由此可知，作用于剛體上的力是滑移矢量，因此作用于剛體上力的三要素為大小、方向和作用線。公理3力的平行四邊形法則圖1－3作用于物體上同一點的兩個力能夠合成為作用于該點的一種合力，它的大小和方向由以這兩個力的矢量為鄰邊所構成的平行四邊形的對角線來表達。如圖1－3a所示，以FR表達力F1和力F2的合力，則能夠表達為：FR=F1+F2。即作用于物體上同一點兩個力的合力等于這兩個力的矢量合。圖1－3在求共點兩個力的合力時，我們常采用力的三角形法則：（如圖1－3b）所示。從剛體外任選一點a作矢量ab代表力F1，然后從b的終點作bc代表力F2，最后連起點a與終點c得到矢量ac,則ac就代表合力矢FR。分力矢與合力矢所構成的三角形abc稱為力的三角形。這種合成辦法稱為力三角形法則。推論三力平衡匯交定理剛體受同一平面內互不平行的三個力作用而平衡時，則此三力的作用線必匯交于一點。圖1－4證明:設在剛體上三點A、B、C分別作用有力F1、F2、F3，其互不平行，且為平衡力系，如圖1-4所示，根據力的可傳性，將力F1和F2移至匯交點O，根據力的可傳性公理，得合力FR1，則力F3與FR1平衡，由公理一知，F3與FR1必共線，因此力F1的作用線必過點O。圖1－4公理4作用與反作用公理兩個物體間互相作用力，總是同時存在，它們的大小相等，指向相反，并沿同始終線分別作用在這兩個物體上。物體間的作用力與反作用力總是同時出現，同時消失。可見，自然界中的力總是成對地存在，并且同時分別作用在互相作用的兩個物體上。這個公理概括了任何兩物體間的互相作用的關系，不管對剛體或變形體，不管物體是靜止的還是運動的都合用。應當注意，作用力與反作用力即使等值、反向、共線，但它們不能平衡，由于兩者分別作用在兩個物體上，不可與二力平衡公理混淆起來。布置作業課后習題總結歸納1、靜