土木工程力学（第三版）教案 19-直梁弯曲在工程中的应用.doc

西安铁路职业技术学院

教师课时授课计划

课程名称

《工程力学-土木》

授课学时

2学时

授课班级

铁道工程技术

（高职一年级）

班级人数

XX

授课地点

XX

授课形式

线上线下混合教学

教学课题

5.7直梁弯曲在工程中的应用

教材资源

选用教材：“十二五”国家规划教材《土木工程力学（第三版）》

高等教育出版社，王秀丽主编，2024年出版。

参考教材：《工程力学》王建中主编

人民交通出版社，2011年出版。

教学目标

知识目标

掌握冲击荷载的概念；

掌握动荷载的概念；

掌握动荷载对直梁弯曲的影响。

能力目标

能够用实验模型比拟梁的受力和变形；

能勾画梁的剪力图、弯矩图、挠曲线。

素质目标

培养学生的动手实操能力；

培养学生的分析问题能力。

教学重点

重点内容

动荷载对直梁弯曲的影响

突破措施

动手实操

通过让学生动手实操，引发学生兴趣，让学生掌握动荷载对直梁弯曲的影响。

教学难点

难点内容

联系工程实际理解直梁弯曲

突破措施

讲练结合小组合作

通过讲练结合法加深学生熟练度；通过小组合作法互帮互助。

教学策略

教法

学法

实际操作法、讲授法、问题导向法、自主探究法、小组合作法等。

教学资源

（自建）在线开放课、知到APP、智慧职教云、力学小实验、演示动画、微课、PPT、文本、图片等。

（一）课前导学

教学环节

教学内容

课程思政融入点

课前自学

教师推送在线开放课中《动荷载对直梁弯曲的影响》的视频讲解，帮助学生预习知识。

教师在平台推送《武汉长江大桥的兴建-天堑变通途》视频，让学生观看并发表感想。

通过观看视频《武汉长江大桥的兴建-天堑变通途》，让学生思考能否用力学知识对武汉长江大桥进行定性分析，了解武汉长江大桥在建设中遇到的困难和解决途径，激发学生对力学知识的好奇，培养学生的爱国情感。

逐步养成学生自主学习的能力，提高学生主观学习的能动性。

（二）课中提升

教学环节

教学内容

课程思政融入点

课前任务回顾

（约10）

点评课前作业，选取有关《武汉长江大桥的兴建-天堑变通途》的优秀感想进行展示，引起学生共鸣。

树立学生的民族自信心和民族自豪感，培养甘于奉献、勇于创新、敢于突破的精神。

案例分析

（约30）

1.试一试

抬头看教室里的一根楼盖梁，它可能是砖混结构中的外伸梁。如果不是，去寻找这样的外伸梁。你能用学过的力学知识对它进行定性分析吗？

（1）画梁的计算简图

观察梁承受楼盖哪一区域的荷载？集中荷载用FP标大小，均布荷载用q标大小。

（2）用实验模型比拟梁的受力与变形。

（3）勾画梁的剪力图和弯矩图。

（4）勾画梁的挠曲线。

（5）判断梁的危险截面。

①假设为塑性材料、矩形截面；

②假设为脆性材料、T形截面。

（6）勾画危险截面的弯曲正应力分布图。

（7）估计最大挠度所在截面的位置。

2.试一试

（1）参考下图，自选材料制作厂房排架柱的实验模型，准备分别用直吊、斜吊的方法做起吊柱的实验。

（2）参照下图所示的两种方法绑扎，缓慢起吊到位。叙述施工过程中直吊、斜吊的特点。

（3）确定柱在起吊的过程中关于弯曲强度的最不利状态，画此时柱的受力图，勾画弯矩图，勾画挠曲线。

（4）分析最不利状态下柱可能的危险截面，勾画这些截面的弯曲正应力分布。

（5）分析为什么斜吊与直吊相比可能弯曲强度不够。

通过“案例分析”这一部分，引导学生在遵循基本规律的基础上去解决实际问题，将科学规律自觉地运用于实践生产。

动荷载对直梁弯曲的影响

（约50）

1.冲击荷载

小实验将锯条的两端分别搁置在两本书上，比拟简直桥梁。用左手食指压在锯条的一端，不让锯条纵向移动。右手握住笔杆从锯条的左端滑到右端，比拟车轮从桥上经过。观察梁的变形。

将牙签剪成4根10mm长的小段，间断地横在锯条上，用透明胶固定，比拟桥面不平整。重复上述实验，观察桥梁的变形和振动。

从竖向探讨车轮的运动状态。桥面绝对水平时，车轮在竖向处于平衡状态，桥面只承受车轮传来的压重。如果桥面不平，车轮的位置突然向上抬升，桥面除了给车轮用以平衡重力的竖向约束力外，还要增添改变车体运动状态的力。在很短的时间内完成运动状态的改变，需要的力很大。由作用反作用关系，桥面承受的压力也突然增大，桥梁收到冲击。因此，梁的变形、位移也就突然增大。冲击会造成桥梁振动。

伴随运动状态改变而改变的荷载为动荷载。在很短时间内完成这种改变的动荷载称为冲击荷载。

2.制动力

小实验如图所示，锯条放在桌面上，笔杆穿过透明胶胶圈中。手握笔杆导向，使胶圈在锯条上滚动。突然下压笔杆，胶圈不再滚动。由于手、笔、圈向前运动的惯性，胶圈与锯条间的摩擦力会带动锯条向前滑动。用手指压住锯条，不让锯条滑动。再做实验，胶圈就可以制动了。

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