《工程力学》教学中的创新

《工程力学》教学中的创新
《工程力学》教学中的创新

工程力学教学中的创新

大学教师在《工程力学》教学中常常会面对学生学习兴趣不浓,学习效果欠佳,在实际操作中难以利用力学知识进行分析和解决实际等一系列的问题。这就要求教师改变教学模式,创新教学方法,以课堂教学为基础,通过多方面训练学生的思维能力,激发学生的求知欲,更好地提高《工程力学》的教学质量。

1、创新教学方法

教师应配合教学内容,有目的地引导学生扩展课堂知识,使学生深刻地认识到《工程力学》的基本理论是力学工作者在工程力学发展长河中的创造性成果,这就意味着在学习中可以接受到前辈们发现与创新的成果,通过科学家的故事和科技新成就的教育,激发学生的学习兴趣。教师在上绪论课时就要巧妙地设计教案,把力学科学史、科学家传记和科学新成就介绍给学生,使学生对力学由陌生进而产生兴趣。例如:阿基米德创立机械学和流体力学、如何发现杠杆定律、北京奥运场馆的建设,三峡工程和西部大开发等。这样可缩短学生和《工程力学》的距离,激发他们学习《工程力学》的兴趣,更能激发学生学习的豪情壮志。

在教学中,应该适当选择一些题目让学生先做,使其感到原有的知识不够用,那么当教师讲授新知识时,他们的注意力自然会集中到这里来,教学效果就不言而喻了。例如:在讲授“转动惯量”这一概念时,可以先让学生回忆一下质量的概念。质量是平动物体惯性大小的度量,即同样的力作用在不同质量的物体上,质量大的物体运动状态改变就要慢一些,同样,对于两个不同的转动物体,在相同力矩作用下,其运动状态的改变与什么因素有关呢?这样,就让学生感到自己所学的知识还不能回答这一问题,渴望对新知识的了解。当讲到“力的平移定理”时,可提出“同学们在钳工实习中,用丝锥攻螺纹时,为什么必须用双手均匀扳动绞杠?”最后总结规律,得出结论。这样就能体现以教师为主导,学生为主体的教学思想,既有利于培养学生分析和解决问题的能力,促进知识和技能的学习,又可以提高学生学习《工程力学》的浓厚兴趣。

2、创新教学模式

通过带领学生到实训车间或工地认识一些结构物及其制造工艺,向他们简略介绍工程力学知识在其中的运用。在教学中还可以借助与工程实践、日常生活密切相关的力学实例,引导学生去发现、思考、分析、归纳和解决问题。例如:在讲解“平面一般力系平衡”问题求解前可给出这样的思考题:建筑工地上的起重吊

车在悬臂上有一个平衡块,它起什么作用?设计师是如何确定这个平衡块的重量以达到工程实际要求的?在讲解“脆性材料扭转破坏”时,用粉笔让大家实验一下,很快就可以看到断面破坏情况;在讲解“力的平移定理”时,可拿打乒乓球为例说明。教师还可以将那些由于构件强度不够而导致工程结构或设备破坏所造成的重大经济损失、刚度不够所生产出的废品、稳定性不够而导致的重大人身伤亡事故等等制成电视片安排学生观看,在培养学生的安全意识和责任意识的同时也必然会提高学生分析问题和解决问题的能力。

3、增加课堂的吸引力

如果学生在课堂上睡着了,我们的第一感觉,就是这个学生太不象话,既对不起自己的学习,又没有尊重教师的劳动成果。可是,当我们静下心来想想,学生为什么会在课堂上睡着了呢?第一种可能是学生自己想要睡觉,所以他就主动地睡着了;另一种可能是学生被课堂催着睡觉,所以他就被动地睡着了。前一种情况证明学生在课堂上没有自制力,后一种情况证明教师在课堂上没有吸引力。长期以来,我们都在指责学生没有课堂自制力,但却发现这种指责并没有产生多大的效用;于是,在这一轮课堂教学改革中,有不少的学校尝试通过提高教师的课堂吸引力来解决这个问题。

在今天,虽然教学仍然是为了传授知识,但却离照本宣科的教学形式越来越远,教师不但要知道自己在教什么,更重要的是要关注自己的教法是否能够引发学生的学习兴趣,能否维持学生的学习兴趣。在课堂上讲授教学内容时,一定要用多种表现形式来呈现教学内容,尤其是要将抽象的教学内容与学生具体的现实生活联系起来,看起来是为难了教师,有点强有所难的味道,实际上是以此增大课堂吸引力的重要举措。此外,还要求教师在课堂教学中使用多种教学手段,尤其是要借用现代教学技术,实现信息技术与学科课程的有机整合,从而让学生能够更轻松地理解学科课程,也为了让课堂教学因为融入信息技术而变得更富有现代气息。

总之,在《工程力学》教学过程中,教师要多探索、多创新一些实践高效和科学的教学环境、方法和模式,要始终本着引导、激励的原则尽一切可能提高学生的学习兴趣和动力,提升他们实际应用知识的能力,不断提高《工程力学》的教学质量和效果。

工程力学期末试卷

(A) (B)(C) (D) 《工程力学》期末试卷(A ) 考生班级 姓名 学号 1、关于内力和应力的说法正确的是( )。 A 、内力就是应力,都是物体内部的相互作用力。 B 、内力是矢量,应力是标量。 C 、内力是物体内部的相互作用力,应力是内力在横截面上分布的密集程度。 D 、内力和应力的大小都和横截面面积有关。 2、下图所示受扭圆轴横截面上的切应力分布图,正确的切应力分布应是( )。 3、图示受拉直杆,其中AB 段与BC 段内的轴力及应力关系为( )。 A 、F AB = F BC σAB =σBC B 、F AB = F BC σAB <σBC C 、F AB = F BC σ AB >σBC D 、F AB > F BC σ AB =σBC 4、脆性材料的极限应力是( )。 A 、σe B 、σp C 、 σs D 、σb 5、下列关于中性层的说法,不正确的是 ( )。 A 、中性层是梁中既不伸长也不缩短的一层纤维。 B .中性层就是中性轴。 C 、中性层以上纤维层受压,以下纤维层受拉。 D 、中性层以下纤维层受压,以上纤维层受拉。 6、轴的扭转剪应力公式适用于如下截面轴( ) A 、矩形截面轴 B 、椭圆截面轴 C 、圆形截面轴 D 、任意形状截面轴 7、截面C 处扭矩的突变值为( )。 A 、A m B 、C m C 、c A m m + D 、)(2 1 c A m m + 8、图示木拉杆榫接接头,其剪切面为( )。 A 、ab 面 B 、cd 面 C 、be 面和cf 面 D 、bc 面 9、扭转轴的变形可用( )来度量。 A 、变形量ΔL B 、扭转角φ C 、挠度ω D 、转角θ 10、若弯曲梁的材料和尺寸均不变,作用在梁上的外力发生变化,则以下数值也 随之发生变化的是( )。 A 、弹性模量E B 、剪切弹性模量G C 、抗弯截面系数W Z D 、弯矩M 二、绘图题:(共30分) 1、画出轴力图并指出1、 2、3截面的轴力。(10分) 2、画出轴的扭矩图,并指出max T 。已知M B =M C =1.64KN.m M D =2.18 KN.m (10分) ρρρτI T =

天津大学工程力学习题答案

3-10 求图示多跨梁支座A 、C 处的约束力。已知M =8kN ·m ,q =4kN/m ,l =2m 。 解:(1)取梁BC 为研究对象。其受力如图(b)所示。列平衡方程 (2)取整体为研究对象。其受力如图(c)所示。列平衡方程 3-11 组合梁 AC 及CD 用铰链C 连接而成,受力情况如图(a)所示。设F =50kN , q =25kN/m ,力偶矩M =50kN ·m 。求各支座的约束力。 F B kN 1842494902 332, 0=??===? ?-?=∑ql F l l q l F M C C B kN 62431830 3, 0=??+-=+-==?-+=∑ql F F l q F F F C A C A y m kN 32245.10241885.1040 5.334, 022?=??+??-=+?-==??-?+-=∑ql l F M M l l q l F M M M C A C A A

解:(1)取梁CD 为研究对象。其受力如图(c)所示。列平衡方程 (2)取梁AC 为研究对象。其受力如图(b)所示,其中F ′C =F C =25kN 。列平衡方程 F C (b) (c) ′C kN 254 50 252420124, 0=+?=+= =-??-?=∑M q F M q F M D D C kN 254 50256460324, 0=-?=-= =-??+?-=∑M q F M q F M C C D ) kN(252 25225250222021212, 0↓-=?-?-='--= =?'-??-?+?-=∑C A C A B F q F F F q F F M kN 1502 25425650246043212, 0=?+?+='++==?'-??-?-?=∑C B C B A F q F F F q F F M

《工程力学》课程教学大纲

《工程力学》课程教学大纲 课程代码:070407 课程性质:专业必修总学时:32 学时 总学分:2 开课学期: 5 适用专业:化学工程与工艺 先修课程:机械制图、化工原理后续课程:化学反应工程大纲执笔人:FGFG 参加人:FGFHHH 审核人:FGFD 编写时间:2012 年8 月 编写依据:化学工程与工艺专业人才培养方案(2010 )年版 一、课程介绍 工程力学是研究有关物质宏观运动规律,及其应用的科学。综合了《理论力学》、《材料力学》、《金属学》、《机械设计》、《化工容器与设备》多门课程的部分内容,是一门多学科、理论与实用并重的机械类教学课程。这门课程有利于非机械类专业学生综合能力的培养,而又无须设置多门课程,比较符合培养复合型人才的需要,所以继化工工艺专业之后,像轻工、食品、制药、环保、能源等非机械类专业,也在开设类似或相同的课程。通过本课程的教学,使学生掌握杆件、平板、回转形壳体的基础力学理论和金属材料的基础知识,具备设计、使用和管理中、低压压力容器与化工设备的能力。 二、本课程教学在专业人才培养中的地位和作用 工程力学主要研究物体机械运动和杆件弹性变形的一般规律。它不仅是工科专业重要的技术基础课,而且是能够直接用于工程实际的技术学科。通过本课程的学习,可以开发学生的智力,培养学生敏锐的观察能力、丰富的想象能力、科学的思维能力,并为后续专业课程的学习和解决工程实际问题提供基本理论和方法。 化工、生物、轻工、食品及制药等工艺过程需要由设备来完成物料的粉碎、混合、储存、分离、传热、反应等操作。化工设备是化工、生物等工艺流程中的重要组成部分。所以,本课程是化工、生物等专业的专业课的基础。 三、本课程教学所要达到的基本目标 通过本课程的学习,使学生能够了解工程力学的基础知识,初步掌握它们在石油,化工中的基本应用,培养学生工程实践能力和创新能力,拓宽知识面,使学生进一步了解本课程。四、学生学习本课程应掌握的方法与技能 通过本门课的学习,要求学生了解内、外压容器的设计原则,掌握中、低压设计的一般方法,能准确为容器选配法兰、支座、人孔等零部件及标准件,了解塔设备、换热设备的工作原理与结构之间的关系,具备对塔设备和换热设备进行机械设计及校核的能力。 五、本课程与其他课程的联系与分工 化工机械基础是化学工程与工艺专业及应用化学等专业的一门重要专业技术基础课,是学习后续课程如化学反应工程、化工分离过程、化工工艺学的重要基础。 六、本课程的教学内容与目的要求 【第一章】物理的受力分析及其平衡条件(4学时) 1、教学目的和要求:了解如何从构件所受的已知外力求取未知外力。解决这个问题的步骤:第一步是通过受力分析,确定未知的约束反力力线方位;第二步是研究物体的受力平衡规律,利用这一规律求取未知外力。 2、教学内容: (1)力的概念及其性质 (2)刚体的受力分析 (3)平面汇交力系的简化与平衡 (4)力矩、力偶、力的平移定理

工程力学期末考核试卷(带答案)

工程力学期末考核试卷(带答案) 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 得分 一、判断题(每题2分,共10分) 1、若平面汇交力系的力多边形自行闭合,则该平面汇交力系一定平衡。( ) 2、剪力以对所取的隔离体有顺时针趋势为正。( ) 3、合力一定比分力大。 ( ) 4、两个刚片构成一个几何不变体系的最少约束数目是3个。 ( ) 5、力偶可以用一个力平衡。( ) 二、填空题(每空5分,共35分) 1、下图所示结构中BC 和AB 杆都属于__________。当F=30KN 时,可求得N AB =__________ ,N BC =__________。 2、分别计算右上图所示的F 1、F 2对O 点的力矩:M(F 1)o= ,M(F 2)o= 。 3、杆件的横截面A=1000mm 2 ,受力如下图所示。此杆处于平衡状态。P=______________、 σ1-1=__________。 命题教师: 院系负责人签字: 三、计算题(共55分) 1、钢筋混凝土刚架,所受荷载及支承情况如图4-12(a )所示。已知 得分 阅卷人 得分 阅卷人 得分 阅卷人 班 级: 姓 名: 学 号: …………………………………………密……………………………………封………………………………线…………………………

= kN ? =Q m q,试求支座处的反力。(15分) P 4= = kN/m, 20 kN m, 10 kN, 2 2、横截面面积A=10cm2的拉杆,P=40KN,试求α=60°斜面上的σα和τα. (15分) 3、已知图示梁,求该梁的支反力,并作出剪力图和弯矩图。(25分)

《工程力学》课后习题与答案全集

工程力学习题答案 第一章 静力学基础知识 思考题:1. ×;2. √;3. √;4. √;5. ×;6. ×;7. √;8. √ 习题一 1.根据三力汇交定理,画出下面各图中A 点的约束反力方向。 解:(a )杆AB 在A 、B 、C 三处受力作用。 由于力p u v 和B R u u v 的作用线交于点O 。 如图(a )所示,根据三力平衡汇交定理, 可以判断支座A 点的约束反力必沿 通过A 、O 两点的连线。 (b )同上。由于力p u v 和B R u u v 的作用线 交于O 点,根据三力平衡汇交定理, 可判断A 点的约束反力方向如 下图(b )所示。 2.不计杆重,画出下列各图中AB 杆的受力图。 解:(a )取杆AB 为研究对象,杆除受力p u v 外,在B 处受绳索作用的拉力B T u u v ,在A 和E 两处还受光滑接触面约束。约束力A N u u u v 和E N u u u v 的方向分别沿其接触表面的公法线, 并指向杆。其中力E N u u u v 与杆垂直, 力A N u u u v 通过半圆槽的圆心O 。 AB 杆受力图见下图(a )。 (b)由于不计杆重,曲杆BC 只在两端受铰销B 和C 对它作用的约束力B N u u u v 和C N u u u v , 故曲杆BC 是二力构件或二力体,此两力的作用线必须通过B 、C 两点的连线,且 B N = C N 。研究杆两点受到约束反力A N u u u v 和B N u u u v ,以及力偶m 的作用而 平衡。根据力偶的性质,A N u u u v 和B N u u u v 必组成一力偶。 (d)由于不计杆重,杆AB 在A 、C 两处受绳索作用的拉力A T u u v 和C T u u v ,在B 点受到支 座反力B N u u u v 。A T u u v 和C T u u v 相交于O 点, 根据三力平衡汇交定理, 可以判断B N u u u v 必沿通过

《工程力学(A)Ⅰ》课程教学大纲

《工程力学(A)Ⅰ》课程教学大纲 执笔人:蒋永莉编写日期:2012年11月 一、课程基本信息 1.课程编号:30L656Q 2.课程体系/类别:专业类/专业基础必修课/专业主干课 3.学时/学分:80学时/5学分 4.先修课程:物理Ⅰ 5.适用专业:土木工程 二、课程教学目标及学生应达到的能力 《工程力学(A)Ⅰ》是土木工程专业的专业基础必修课、专业主干课,包括静力学及材料力学。本课程揭示受力分析,力系的简化、合成,力系平衡规律,构件在外力作用下变形的基本规律和基本理论,为构件提供强度、刚度、稳定性的设计理论和计算方法,是后续专业课及今后工程设计的理论基础。 通过本课程的学习,可使学生的分析、计算、思考、判断、自学及理论联系实际等各方面的能力得到训练和提高。初步具备综合应用所学力学知识分析、解决实际问题的能力。为后续力学课程的学习打下坚实的力学基础,并在学习中培养和提高逻辑推理能力、抽象思维能力、表达能力、计算能力以及分析和解决力学实际问题的能力。 三、课程教学内容和要求

四、课程教学安排 (一)课堂教学及要求

课堂讲授是本课程的主要教学手段,因此要求主讲教师应认真备课,不断提高书写教案基本功,教案内容符合教学大纲的要求,体现教书育人的目标,教学步骤要符合大学生的认知心理,教学内容注重理论联系实际,讲求科学性、教育性和探索性。讲授中应尽量做到:(1)脱稿讲授;(2)注重启发性,讲求逻辑性;(3) 教学用语清晰生动,有吸引力,教态自然、大方;(4)板书布局合理,能体现教学内容重点及逻辑联系,字体工整、美观。 要求:基本概念讲的透彻,内容前后融会贯通。 注意:结合典型工程实例,调动学生的学习主动性,拓宽学生的知识面。 可利用多媒体及训练型CAI课件、工程录相片(如构件承载能力,力学发展史)等辅助教学。通过课堂讲授、作业、实验等教学环节,加深学生的感性认识,提高分析问题和解决问题的能力。 自学可培养学生获取新知识、提高独立分析和解决问题能力。任课教师可跟据自己的教学经验和学生的水平,灵活选择、安排适当的学生自学内容。注意加强对自学部分教学内容的总结和检查。 (二)作业 独立解题是掌握本课程理论和方法的必要实践,通过解题可使学生理解基本原理和掌握主要概念,提高分析问题、解决问题的能力。课外作业题数量应完成100题左右,其中有一定数量的基本运算题和概念题,少量的综合分析题,个别较难的题。对课内作业要求按时完成。强调概念清楚,条理分明,计算准确,布局美观,图形、字迹工整。习题内容和题量要求如下:习题内容和题量要求如下: 静力学 (1)受力图:8-10题 (2)汇交力系:3-5题 (3)力对点之矩、力偶系4-6题 (4)力系的简化2-3题 (5)力系的平衡:8-10题 (6)摩擦3-4题 材料力学 杆件变形的基本形式50—60题 强度理论及组合变形12题左右 能量方法6题左右 (三)研究性学习内容及要求: 研究性学习能够锻炼培养学生的多方面素质,可以归纳为如下几点:培养发现问题和解决问题的能力;培养收集、分析和利用信息的能力;获得亲自参与研究探索的体验;学会分享与合作;培养科学态度和科学道德。 本课程建议的研究性学习内容和要求如下: 杆件变形的基本形式:各位任课老师根据各自课堂上学生的具体情况,引导学生就四个基本变形的强度、刚度问题进行深入的研究和探讨。通过学生提交小论文或课堂讨论的形式评价学生的学习效果,目的是激发学生的学习兴趣,培养学生主动学习的能力。 强度理论及组合变形:建议安排学生在自学四个常用强度理论时重点关注各个强度理论的失效原因、失效准则、强度条件、适用条件等。 综合应用:各任课老师根据各自的科研特色,安排适用本课程的研究性教学内容。 五、课程的考核

工程力学试题及答案 A

《工程力学Ⅱ》期末考试试卷 ( A 卷) (本试卷共4 页) 一、填空题(每空2分,共12分) ? 1、强度计算问题有三种:强度校核, ,确定许用载荷。 2、刚度是指构件抵抗 的能力。 3、由等值、反向、作用线不重合的二平行力所组成的特殊力系称为 ,它对物体只产生转动效应。 4、确定杆件内力的基本方法是: 。 5、若钢梁和铝梁的尺寸、约束、截面、受力均相同,则它们的内力 。 6、矩形截面梁的横截面高度增加到原来的两倍,最大正应力是原来的 倍。 二、单项选择题(每小题5分,共15分) 1、实心圆轴直径为d,所受扭矩为T ,轴内最大剪应力多大?( ) A. 16T/πd 3 B. 32T/πd 3 C. 8T/πd 3 D. 64T/πd 3 2、两根拉杆的材料、横截面积和受力均相同,而一杆的长度为另一杆长度的两倍。下面的答案哪个正确?( ) A. 两杆的轴向变形都相同 B. 长杆的正应变较短杆的大 C. 长杆的轴向变形较短杆的大 D. 长杆的正应力较短杆的大 3、梁的弯曲正应力( )。 A 、与弯矩成正比 B 、与极惯性矩成反比 C 、与扭矩成正比 D 、与轴力正比 三、判断题(每小题3分,共15分) 1、平面一般力系向一点简化,可得到主失和主矩。( ) 2、力偶在坐标轴上的投影不一定等于零。( ) 3、材料的弹性模量E 和泊松比μ都是表征材料弹性的常量。( ) 题号 一 二 三 四 五 六 总分 得分 得分 阅卷人 得分 阅卷 得分 阅卷人

4、杆件变形的基本形式是:轴向拉伸、压缩、扭转、弯曲( ) 5、外伸梁、简支梁、悬臂梁是静定梁。( ) 四、计算题(本题满分20分) 矩形截面木梁如图所示,已知P=10kN ,a =,木材的许用应力 [ ]=10MPa 。设梁横截面的高宽比为h/b =2,试:(1)画梁的弯矩图; (2)选择梁的截面尺寸b 和h 。 五、计算题(本题满分20分) 传动轴AB 传递的功率为Nk=, 轴的转速n=360r/min.轴的直径D=3cm,d=2cm. 试:(1)计算外力偶矩及扭矩; (2)计算AC 段和BC 段轴横截面外边缘处剪应力; (3)求CB 段横截面内边缘处的剪应力。 得分 阅卷人 得分 阅卷 人

工程力学课后习题答案主编佘斌

4-1 试求题4-1图所示各梁支座的约束力。设力的单位为kN ,力偶矩的单位为kN ?m ,长度单位为m ,分布载荷集度为kN/m 。(提示:计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。 解: (b):(1) 整体受力分析,画出受力图(平面任意力系); (2) 选坐标系Axy ,列出平衡方程; 0: 0.40 0.4 kN x Ax Ax F F F =-+==∑ ()0: 20.80.5 1.60.40.720 0.26 kN A B B M F F F =-?+?+?+?==∑ 0: 20.50 1.24 kN y Ay B Ay F F F F =-++==∑ 约束力的方向如图所示。 (c):(1) 研究AB 杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系); (2) 选坐标系Axy ,列出平衡方程; 2 ()0: 3320 0.33 kN B Ay Ay M F F dx x F =-?-+??==∑? A B C D 0.8 0.8 0.4 0.5 0.4 0.7 2 (b) A B C 1 2 q =2 (c) M=3 30o A B C D 0.8 0.8 0.8 20 0.8 M =8 q =20 (e) A B C 1 2 q =2 M=3 30o F B F Ax F A y y x dx 2?dx x A B C D 0.8 0.8 0.4 0.5 0.4 0.7 2 F B F Ax F A y y x

2 0: 2cos300 4.24 kN o y Ay B B F F dx F F =-?+==∑? 0: sin300 2.12 kN o x Ax B Ax F F F F =-==∑ 约束力的方向如图所示。 (e):(1) 研究CABD 杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系); (2) 选坐标系Axy ,列出平衡方程; 0: 0 x Ax F F ==∑ 0.8 ()0: 208 1.620 2.40 21 kN A B B M F dx x F F =??++?-?==∑? 0.8 0: 20200 15 kN y Ay B Ay F dx F F F =-?++-==∑? 约束力的方向如图所示。 4-16 由AC 和CD 构成的复合梁通过铰链C 连接,它的支承和受力如题4-16图所示。已知均布载荷集度q=10 kN/m ,力偶M=40 kN ?m ,a=2 m ,不计梁重,试求支座A 、B 、D 的约束力和铰链C 所受的力。 解:(1) 研究CD 杆,受力分析,画出受力图(平面平行力系); (2) 选坐标系Cxy ,列出平衡方程; 0()0: -20 5 kN a C D D M F q dx x M F a F =??+-?==∑? 0: 0 25 kN a y C D C F F q dx F F =-?-==∑? (3) 研究ABC 杆,受力分析,画出受力图(平面平行力系); A B C D 0.8 0.8 0.8 20 0.8 M =8 q =20 F B F Ax F A y y x 20?dx x dx A B C D a M q a a a C D M q a a F C F D x dx qdx y x y x A B C a q a F ’C F A F B x dx qdx

《工程力学》课程教学大纲.

《工程力学》课程教学大纲 课程代码:210305 课程名称:工程力学/Engineering Mechanics 学时/学分:96 / 6 先修课程:《高等数学》、《线性代数》 适用专业:机械设备及自动化、材料成型及控制工程、汽车应用技术、金属材料工程 开课院系:基础教学学院工程力学教学部 开课院系:基础教学学院工程力学教学部 教材:《工程力学教程》西南交大应用力学与工程系编 2004年7月 参考教材:《理论力学》第六版哈尔滨工业大学理力教研室高教社2002年8月教材: 主要参考书:《材料力学》单辉祖高等教育出版社 2004年 4月第二版 《材料力学》刘鸿文高等教育出版社 2004年第四版 一、课程的性质和任务 《工程力学》包括理论力学和材料力学这两门课的主要部分内容,是机电、材料、汽车等工科大学一门重要的技术基础课。它的任务是使学生在学习高等数学、工程制图等课程的基础上,培养学生对简单工程对象正确建立力学模型的能力,对这些力学模型进行静力学,运动学,动力学(包括瞬时与过程)分析和计算的能力;同时对构件的强度、刚度以及稳定性等问题有明确的基本概念和基本计算能力。能利用工程力学的基本概念判断分析结果正确与否的能力。并为后续课程学习、以及从事工程技术工作打下坚实的力学基础。 二、教学内容和基本要求 理论力学内容部分和基本要求: (一)静力学: 力的概念;约束及约束力;物体的受力分析;各种力系的简化与平衡;摩擦和物体的重心。(二)运动学: 描述点的运动方程、在其基础上求点速度和加速度;刚体的平动与定轴转动方程的建立、如何求其速度和加速度;重点讲授点的复合运动和刚体的平面运动。 (三)动力学: 质点运动微分方程,动力学普遍定理应用,惯性力的概念及达朗伯原理。 学完理论力学后,应完整地理解基本内容,掌握基本概念、基本理论和基本方法,并达到下列要求: 1、具有从简单实际问题中提出理论力学问题的初步能力。 2、能选取分离体并正确画出受力图。 3、平面力系和空间力系的简化;能熟练运用平面力系的平衡方程求解简单物系的平衡问题(包 括考虑有摩擦力的情况)。 4、能正确地运用分解和合成的方法分析点的运动。能熟练运用点的速度合成定理。熟练地计算 刚体作平面运动时角速度和刚体上点的速度。 5、能正确运用动力学普遍定理求解简单的动力学问题。 6、能熟练地运用达朗伯原理求解简单的动反力问题。

工程力学复习题(静力学部分)说课讲解

工程力学复习题(静力 学部分)

工程力学作业(静力学) 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除

静力学公理和物体的受力分析 一、是非题 1、在理论力学中只研究力的外效应。() 2、在平面任意力系中,若其力多边形自行闭合,则力系平衡。 () 3、约束力的方向总是与约束所能阻止的被约束物体的运动方向一致的。() 4、共面三力若平衡,则该三力必汇交于一点。() 5、当刚体受三个不平行的力作用时,只要这三个力的作用线汇交于同一点,则该刚 体一定处于平衡状态。() 二、选择题 1、在下述原理,法则、定理中,只适用于刚体的有_______________。 ①二力平衡原理;②力的平行四边形法则; ③加减平衡力系原理;④力的可传性原理; ⑤作用与反作用定理。 2、三力平衡汇交定理所给的条件是_______________。 ①汇交力系平衡的充要条件; ②平面汇交力系平衡的充要条件; 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除

收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 ③ 不平行的三个力平衡的必要条件。 3、人拉车前进时,人拉车的力_______车拉人的力。 ① 大于; ② 等于; ③ 远大于。 三、填空题 1、作用在刚体上的两个力等效的条件是:___________________________。 2、二力平衡和作用反作用定律中的两个力,都是等值、反向、共线的,所不同的是: ____________________________________________ ______。 3、书P24,1-8题 4、画出下列各图中A 、B (包括方位和指向)。

5、在平面约束中,由约束本身的性质就可以确定约束力方位的约束有____________________________________ ____,方向不能确定的约束有 ______________________________________ ___ (各写出两种约束)。 平面汇交力系与平面力偶系 一、是非题 1、只要两个力大小相等、方向相反,该两力就组成一力偶。 () 2、用解析法求平面汇交力系的合力时,若选用不同的直角坐标系,则所求得的合力 不同。 ( ) 3、力偶只能使刚体转动,而不能使刚体移动。() 4、两个力的合力的大小一定大于它的任意一个分力的大小。 () 二、选择题 1、将大小为100N的力F沿着x、y方向分解,若F在x轴上的投影为86.6N,而沿x方向的分力的大小115.47N,则F在y轴上的投影 为。 ① 0;② 50 N; ③ 70.7 N;④ 86.6 N; ⑤ 10 N。 2、杆AF、BF、CD、EF相互铰接、并 F O x y 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除

《工程力学》课程教学大纲

《工程力学》课程教学大纲 课程名称:工程力学 课程类别:专业基础课 教学学时: 72 课程学分: 4学分 开课专业: 工程管理 开课学期: 第2学期 参考教材: 1. 《工程力学》,高等教育出版社,2004年1月(主编:单辉祖,谢传锋) 2. 《工程力学》,黄河水利出版社,2009年7月(主编:孟凡深) 一、课程性质 《工程力学》课程是工程管理专业的一门专业基础必修课。本课程是一门理论性、系统性较强的专业基础课必修课,是后续其它各门力学课程和相关专业课程的基础,同时在许多工程技术领域中有着广泛的直接应用。 二、课程目标 (一)知识目标 使学生具备工程力学的基础知识,掌握正确的受力分析和力系的破坏平衡条件。对工程结构中杆件的强度问题具有明确的概念和一定的计算能力。初步掌握杆件体系的分析方法,初步了解常用结构形式的受力性能。掌握各种结构在荷载作用下维持平衡的条件以及承载能力的计算方法。 (二)职业技能目标 掌握本专业必备的基础理论知识,具有本专业相关领域工作的岗位能力和专业技能,适应建筑工程生产一线的技术、管理等职业岗位群要求的技术及管理人才。(三)素质养成目标 培养适应社会主义现代化建设需要的德、智、体、美全面发展的高端应用型人才。

四、教学内容要点 第一章绪论教学学时数:1 一、教学目的及要求 通过本章的学习,要求学生了解工程力学的研究对象和任务,了解国内外力学发展史及概况,并对其发展与展望作简单介绍,激发学生学习兴趣。 二、教学重点与难点 (一)教学重点:1、工程力学课程的性质、任务和要求。2、力学在科技发展与工程应用中的作用与地位 (二)教学难点:力学在科技发展与工程应用中的作用与地位 三、主要教学内容 1、工程力学课程的性质、任务和要求 2、力学在科技发展与工程应用中的作用与地位 3、国内外力学发展与展望简介 四、考核点 工程力学的研究对象和任务。

工程力学期末试卷

2008/2009学年第 2 学期考试试卷( )卷 本卷共 7 页,考试方式: 闭卷笔试 ,考试时间: 120 分钟 题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总 分 得 分 阅卷人 一、判断题(正确打√,错误打×):(本题共10小题,每小题1分,共10分) 1.三力平衡定理指出:刚体上三力汇交于一点,则这三个力必然互相平衡。( ) 2.同一个平面内的两个力偶,只要它们的力偶矩大小相等,这两个力偶就一定 等效。 ( ) 3.作用在刚体上的一个力,其作用点可以平行移动到该刚体内任意指定点,但 必须附加一个力偶,附加力偶矩的大小等于原力对指定点的矩。 ( ) 4.平面力系向某点简化之主矢为零,主矩不为零。则此力系可合成为一个合力 偶,且此力系向任一点简化之主矩与简化中心的位置无关。 ( ) 5.胡克定律的适用范围是构件的应力不超过材料的比例极限。 ( ) 6.一圆截面直杆,两端承受拉力作用,若将其直径增大一倍,并且材料由低碳钢变为铸铁,其他条件不变,则其轴力也不会改变。 ( ) 7.梁弯曲时的内力图中,在集中力作用处,剪力图发生转折,弯矩图发生突变。 ( ) 8.材料、长度、截面形状完全相同的两根梁,当受力相同,其变形和位移也一 定相同。 ( ) 9.塑性材料在任何载荷条件下都会表现出塑性。 ( ) 10.并不是所有的压杆都会存在失稳的可能,有的压杆仅需要校核强度。 ( ) 专业班级: 姓 名: 学 号: 密 封 线 装 订 线

二、单项选择题:(本题共10小题,每小题2分,共20分) 1. 在下述原理中,属于静力学推论的有( )。 ① 二力平衡原理; ② 力的平行四边形法则;③ 加减平衡力系原理; ④ 力的可传性原理; ⑤ 作用与反作用定理; ⑥ 三力汇交原理。 A .②③④⑥ B .①②③⑤ C .①②③④⑥ D .④⑥ 2、物体受到两个共点力的作用,无论是在什么情况下,其合力( )。 A.一定大于任意一个分力 B.至少比一个分力大 C.不大于两个分力大小的和,不小于两个分力大小的差 D.随两个分力夹角的增大而增大 3、已知有一个力F 的投影Fx 不等于零,而力F 对x 轴的矩为Mx (F )=0,由此可 判定力F ( )。 A .不在过x 轴的平面上但垂直于x 轴 B .不在过x 轴的平面上且不垂直于x 轴 C .在过x 轴的平面上且垂直于x 轴 D .在过x 轴的平面上但不垂直于x 轴 4、关于低碳钢材料在拉伸试验过程中,所能承受的最大应力是( )。 A .比例极限p σ B .屈服极限s σ C .强度极限b σ D .许用应力[]σ 5、长为l 、直径为d 的两根由不同材料制成的圆轴,在其两端作用相同的扭转力偶矩m ,以下结论中正确的是( )。 A .最大切应力相同,两端相对扭转角不同 B .最大切应力相同,两端相对扭转角相同 C .最大切应力不同,两端相对扭转角相同 D .最大切应力不同,两端相对扭转角不同 6.下列结论中哪些是正确的( )。 ① 杆件的变形的基本形式有四种,即拉伸(或压缩)、剪切、扭转和弯曲; ② 当杆件产生轴向拉伸变形时,杆件横截面只产生正应力; ③ 当圆轴产生扭转变形时,杆件横截面只产生切应力; ④ 当杆件产生弯曲变形时,杆件的横截面可能同时有正应力和切应力。 A .① B .①②③④ C .①②③ D .②③

工程力学 名词解释说课材料

工程力学名词解释 1、稳定性(stability): 是指构件在压缩载荷的作用下,保持平衡形式不能发生 突然转变的能力; 2、约束力(constraint force): 当物体沿着约束所限制的方向有运动或运动趋势 时,彼此连接在一起的物体之间将产生相互作用力,这种力称为约束力。3、光滑面约束(constraint of smooth surface): 构件与约束的接触面如果说是 光滑的,即它们之间的摩擦力可以忽略时,这时的约束称为光滑面约束。4、加减平衡力系原理:在承受任意力系作用的刚体上,加上任意平衡力系,或 减去任意平衡力系,都不会改变原来力系对刚体的作用效应。这就是加减力系平衡原理。 5、二力构件:实际结构中,只要构件的两端是铰链连接,两端之间没有其他外 力作用,则这一构件必为二力构件。 6、自锁:主动力作用线位于摩擦角范围内时,不管主动力多大,物体都保持平 衡,这种现象称为自锁。 7、固体力学(solid mechanics):即研究物体在外力作用下的应力、变形和能量, 统称为应力分析。 8、材料科学中的材料力学行为:即研究材料在外力和温度作用下所表现出的力学性能和失效行为。 9、工程设计(engineering design):即设计出杆状构件或零部件的合理形状和尺寸,以保证它们具有足够的强度、刚度和稳定性。 10、微元(element):如果将弹性体看作由许多微单元体所组成,这些微单元体简称微元体或微元。 11、弹性体受力与变形特点:弹性体在载荷作用下,将产生连续分布的内力。弹性体内力应满足:与外力的平衡关系;弹性体自身变形协调关系;力与变形之间的物性关系。这是弹性静力学与刚体静力学的重要区别。 12、外力突变:所谓外力突变,是指有集中力、集中力偶作用的情形:分布载荷间断或分布载荷集度发生突变的情形。

工程力学课后习题答案

第一章 静力学基本概念与物体的受力分析 下列习题中,未画出重力的各物体的自重不计,所有接触面均为光滑接触。 1.1 试画出下列各物体(不包括销钉与支座)的受力图。 解:如图 (g) (j) P (a) (e) (f) W W F F A B F D F B F A F A T F B A 1.2画出下列各物体系统中各物体(不包括销钉与支座)以及物体系统整体受力图。 解:如图 F B B (b)

(c) C (d) C F D (e) A F D (f) F D (g) (h) EO B O E F O (i)

(j) B Y F B X B F X E (k) 1.3铰链支架由两根杆AB、CD和滑轮、绳索等组成,如题1.3图所示。在定滑轮上吊有重为W的物体H。试分别画出定滑轮、杆CD、杆AB和整个支架的受力图。 解:如图 ' D 1.4题1.4图示齿轮传动系统,O1为主动轮,旋转 方向如图所示。试分别画出两齿轮的受力图。 解: 1 o x F 2o x F 2o y F o y F F F' 1.5结构如题1.5图所示,试画出各个部分的受力图。

解: 第二章 汇交力系 2.1 在刚体的A 点作用有四个平面汇交力。其中F 1=2kN ,F 2=3kN ,F 3=lkN , F 4=2.5kN ,方向如题2.1图所示。用解析法求该力系的合成结果。 解 0 00 1 42 3c o s 30c o s 45c o s 60 c o s 45 1.29 Rx F X F F F F KN = =+- -=∑ 00001423sin30cos45sin60cos45 2.54Ry F Y F F F F KN ==-+-=∑ 2.85R F KN == 0(,)tan 63.07Ry R Rx F F X arc F ∠== 2.2 题2.2图所示固定环受三条绳的作用,已知F 1=1kN ,F 2=2kN ,F 3=l.5kN 。求该力系的合成结果。 解:2.2图示可简化为如右图所示 23cos60 2.75Rx F X F F KN ==+=∑ 013sin600.3Ry F Y F F KN ==-=-∑ 2.77R F KN == 0(,)tan 6.2Ry R Rx F F X arc F ∠==- 2.3 力系如题2.3图所示。已知:F 1=100N ,F 2=50N ,F 3=50N ,求力系的合力。 解:2.3图示可简化为如右图所示 080 arctan 5360 BAC θ∠=== 32cos 80Rx F X F F KN θ==-=∑ 12sin 140Ry F Y F F KN θ==+=∑ 161.25R F KN == ( ,)tan 60.25Ry R Rx F F X arc F ∠= = 2.4 球重为W =100N ,悬挂于绳上,并与光滑墙相接触,如题2.4 图所示。已知30α=,

工程力学期末考试模拟试卷(A卷)

2009-2010学年二学期工程力学期末考试模拟试卷(A 卷) 一、选择题(10小题,共20分) [1] 三力平衡汇交定理是( )。 A 、共面不平行的三个力相互平衡必汇交于一点; B 、共面三力若平衡,必汇交于一点; C 、若三力汇交于一点,则这三个力必互相平衡; D 、若三力作用在同一平面内,则这三个力必互相平衡。 [2] 如图所示的系统只受F 作用而平衡,欲使A 支座约束反力的作用线与AB 成30°角,则倾斜面的倾角应为( ) 。 A 、 0° B 、 30° C 、 45° D 、60° [3] 平面力系向点1简化时,主矢F R ′=0,主矩 M 1≠0,如将该力系向另一点2简化,则( )。 A 、F R ′=0,M 2≠M 1 B 、F R ′=0,M 2≠M 1 C 、F R ′≠0,M 2=M 1 D 、F R ′=0,M 2=M 1 [4] 若将图(a )中段内均分布的外力用其合力代替,并作用于C 截面处,如图(b )所示,则轴力发生改变的为( )。 A 、A B 段 B 、B C 段 C 、C D 段 D 、三段均发生改变 [5] 阶梯杆ABC 受拉力P 作用,如图所示。AB 段的横截面积为A 1,BC 段的横截面积为A 2, 各段杆长均为L ,材料的弹性模量为E .此杆的最大线应变εmax 为( ) 。 A 、12P P EA EA + B 、1222P P EA EA + C 、2P EA D 、1 P EA

[6] 图示等直圆轴,若截面B 、A 的相对扭转角φAB =0,则外力偶M 1和M 2的关系为( )。 A 、M 1= M 2 B 、M 1= 2M 2 C 、M 2= 2M 1 D 、M 1= 3M 2 [7] 剪力图如图所示,作用于截面B 处的集中力( )。 A 、大小为3KN ,方向向上 B 、大小为3KN ,方向向下 C 、大小为6KN ,方向向上 D 、大小为6KN ,方向向下 Fs [8] 一悬臂梁如图所示,当集中力P 按理论力学中力的平移定理在AB 段上作等效移动时,A 截面的( )。 A 、挠度和转角都改变 B 、挠度和转角都不变 C 、挠度改变,转角都不变 D 、挠度不变,转角改变 [9] 用吊索将一工字钢吊起,如图所示,在自重和吊力作用下,AB 段发生的变形是( )。 A 、单向压缩 B 、平面弯曲 C 、 压弯组合 D 、斜弯曲 [10] 若cr σ表示受压杆件的临界应力,则下列结论中正确的是( )。 A 、cr σ不应大于材料的比例极限p σ B 、cr σ不应大于材料的弹性极限e σ

工程力学说课

各位专家、老师大家好! 我是汽车与机电工程学院教师王瑞请。 我所说的课程是《工程力学》 一、课程定位 工程力学是研究物体机械运动的一般规律和工程构件的强度、刚度及稳定性等计算原理的一门学科。它不仅是工科专业重要的专业基础课,而且是能够直接用于工程实际的技术学科。 《工程力学》以《高等数学》、《普通物理》、《机械制图》为基础,通过本课程的学习,培养学生具有初步对工程问题的简化能力,一定的分析与计算能力,是学习《机械设计基础》、《机械制造基础》、《机械加工工程学》、《液压传动技术》、等后续课程提供必需的力学知识和基本理论;学生通过本课程的学习可以处理简单工程实际力学问题;同时学习《工程力学》可以有效培养学生逻辑思维能力,促进学生综合素质的全面提高。 本课程的讲授对象是高中毕业三年制机械设计制造等专业高职高专学生。 课程任务:研究物体平衡、运动的一般规律以及构件强度和变形问题,是学生必备的理论知识和科学素养。学习本课程的目的是:掌握力学知识,为学习有关的后续课程打好必要的基础;培养学生运用力学的概念和理论,分析解决工程实际问题;学习力学方法,培养学生逻辑思维能力,计算表达能力等综合素质。通过本课程的学习,可以开发学生的智力,培养学生敏锐的观察能力、丰富的想象能力、科学的思维能力,并为后续专业课程的学习和解决工程实际问题提供基本理论和方法。 课程教学目标 (一)知识教学目标 1、了解接受职业技能教育和接受继续教育的文化基础知识; 2、了解静力学的基本知识; 3、了解材料力学的基本知识。 (二)能力培养目标 1、掌握利用静力学知识求解构件受力问题的方法; 2、掌握利用运动学知识求解机构运动问题的方法; 3、掌握材料力学的基本理论的应用方法。 (三)素质教育目标 1、培养学生的社会交往和团结协作能力; 2、培养学生的创新意识和创业精神; 3、培养学生的职业道德和敬业精神。 二教学容 在教学容方面,根据本课程的任务,在教学容组织安排上,注意处理好前修课和后续课间的衔接,处理好本课程相关容间的关系;针对高职教育的特点,将力学理论知识与工程实际相结合,以培养具有必备的理论知识和较强实践能力的高技能应用型人才为目标,对工程力学课程的容和结构进行了相应的调整,做到精简容,降低难度,减少理论,加强应用,侧重基本概念和基本方法的阐述同时兼顾对学生分析问题和解决问题能力的培养。重视工程综合教育和素质教育,重视课程之间的科学分工和有机联系,把基本理论、基本知识与综合教育、素质教育、能力培养融为一体;教学容和现代化教学方法融为一体;理论教学和实践教学融为一体;课教学和课外辅导、课外练习融为一体。使培养出的学生成为具有必备的理论知识和较强的实践能力、适应生产一线急需的高等技术应用型专门人才。 总学时:64 其中理论54学时,实践10学时

工程力学-课后习题答案

工程力学-课后习题答案

4-1 试求题4-1图所示各梁支座的约束力。设力 的单位为kN ,力偶矩的单位为kN m ,长度 单位为m ,分布载荷集度为kN/m 。(提示: 计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。 A B C D 0.8 0.8 0.4 0 00.7 2 ( A B C 1 2 q ( M= 30o A B C D 0.8 0.8 0.8 2 0.8 M = q =(

解: (b):(1) 整体受力分析,画出受力图(平面任意 力系); (2) 选坐标系Axy ,列出平衡方程; 0: 0.40 0.4 kN x Ax Ax F F F =-+==∑ ()0: 20.80.5 1.60.40.720 0.26 kN A B B M F F F =-?+?+?+?==∑ 0: 20.50 1.24 kN y Ay B Ay F F F F =-++==∑ 约束力的方向如图所示。 (c):(1) 研究AB 杆,受力分析,画出受力图(平 面任意力系); A B C 1 2 q M= 30o F F A F A y x d 2?x A B C D 0.8 0.8 0.4 00 0.7 2 F F A F A y

(2) 选坐标系Axy ,列出平衡方程; 2 0()0: 3320 0.33 kN B Ay Ay M F F dx x F =-?-+??==∑? 2 0: 2cos300 4.24 kN o y Ay B B F F dx F F =-?+==∑? 0: sin 300 2.12 kN o x Ax B Ax F F F F =-==∑ 约束力的方向如图所示。 (e):(1) 研究C ABD 杆,受力分析,画出受力图 (平面任意力系); (2) 选坐标系Axy ,列出平衡方程; 0: 0x Ax F F ==∑ 0.8 ()0: 208 1.620 2.40 21 kN A B B M F dx x F F =??++?-?==∑? 0.8 0: 20200 15 kN y Ay B Ay F dx F F F =-?++-==∑? 约束力的方向如图所示。 A B C D 0.8 0.8 0.8 20.8 M = q =F F A F A y x 20 x d

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