1、土木工程力学基础 （高教版） 力的基本知识教学设计课题 1.2 静力学公理 教学时间 2 课时知识与技能 1、理解静力学基本公理；2、应用公理理解生活中、建筑工程中力的关系。过程与方法1、通过设计实验，把抽象的力转化为摸得着、看得到的很形象的力，易于学生理解、吸收所学知识； 2、探究作用力与反作用力在生活、建筑工程中的应用。教学目标情感、态度、价值观1、通过探究二力平衡公理、作用力与反作用力公理的区别，培养一丝不苟的工作态度；2、通过分析公理在工程中的应用，增强安全生产的意识。教学重点 静力学公理的理解。教学难点 1、二力平衡公理与作用力与反作用力公理的区别；2、加减平衡力学公理的理解与应用。
2、教学内容及其过程 学生活动 教师导学一、引入杂技演员头顶大缸，就像缸粘在头顶上一样，这时缸处于平衡状态。缸受到哪些力的作用？为什么会处于平衡状态呢？二、导学提纲1. 二力平衡公理作用在同一个物体上的两个力，使该物体处于平衡状态的必要和充分条件是：这两个力大小 相等 、方向 相反 ，作用在 同一条直线上 。做一做用手指勾住圆珠笔的卡子，如图所示，看看怎样才能平衡，为什么？答：只要保持手对笔的支持力与笔的重力作用线在同一直线上就能保持平衡，符合二力平衡公理。让两位同学来分析缸位置变化前后的受力，其它同学通过观察缸位置变化前后的受力总结出二力平衡公理。1、自主学习自学教材、自主完成导学提纲，记录疑点
3、或无法解决的问题，为交流作准备。2、组内交流通过做一做 、边讲边做 、应用实例等，让学生亲身体验或观察课题内容。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、探究与感悟组成）组织学生自主土木工程力学基础 （高教版）2. 作用与反作用公理两个物体间的作用力和反作用力总是 同时 存在，它们大小 相等 ，方向 相反 ，沿 同一条直线 ，分别作用在 两 个物体上。做一做请两位同学各手拿一弹簧秤，把两秤搭连后向相反的方向拉（如图） ，A 弹簧秤显示甲拉乙的力，B 弹簧秤显示乙拉甲的力，我们会看到 A、B 两秤显示的数值始终 相同 。边讲边做有一位小朋友在地面上骑独轮车，处于平衡状态（如图）
4、 ，轮子对地面有一个作用力 FN，而地面对轮子同时也有一个作用力 FN。力 FN 和 FN 的大小 ，方向 ，沿同一直线，分别作用在地面和轮子上，FN 与 FN 是一对 ，如图所示。轮子上作用着两个力 W 和 FN（如图） ，W 是小朋友和独轮车的重力， FN是地面对轮子的作用力，因轮子在竖直方向处于平衡状态，故作用在轮子上的两个力 W 和 FN 是一对 。3平行四边形法则作用于物体上 同一点 的两个力，可以合成为一个合力，合力的作用点也在 该点 ，合力的 大小 和方向 用以两分力为邻边所构成的平行四边形的对角线表示。如图所示，设两个力 F1 和 F2 作用于物体上的同一点A，它们的合力用以线
5、段 AB、 AC 为邻边的平行四边形的 对角线 AD 确定， F R 就是 F1、F 2 的 合力 。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。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。土木工程力学基础 （高教版）应用实例两队人在泥泞的道路两边同时拉陷在泥里的汽车(如图)，作用在汽车上的两股力形成一个 合力 ，使汽车产生运动。合力的大小和方向由两股分力的大小和方向依据 平行四边形
6、法则 确定。4加减平衡力系公理在作用于某物体（不考虑变形）的力系中，加入或减去一个平衡力系，并 不改变 原力系对物体的作用效果。5力的可传原理作用在物体上的力可沿 其作用线 移到物体的 任一点 ，而 不改变 该力对物体的作用效果。三、教师精讲1. 二力平衡公理答：1）缸无论出于何种位置，都受到两个力的作用，即自身的重力 W，及杂技演员头顶对他的支持力 FN。2）只要保持支持力 FN 与重力 W 在一条直线上，就能保持缸处于平衡状态，即不从演员的头上掉下来。如图所示三角架中的直杆 BC（杆的重力略去不计） ，连接两个力作用点的直线为二力的作用线，这二力必等值、反向，否则构件无法保持平衡。二力杆：
7、工程上将结构中仅受二力作用而处于平衡状态的杆件称为二力构件或二力杆。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，对二力平衡、作用力与反作用力重点区分、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，并感悟该力学知识在工程中应用，提升学生的能力。土木工程力学基础 （高教版）2. 作用与反作用公理如图所示，火箭升空时向下喷射出强大的气流，汽艇前进时螺旋桨往后推水，墨鱼要前进就需要向后喷水，这都是为什么呢？因为力是物体间的相互作用，那么在甲物体对乙物体作用一个力
8、的同时，乙物体必然也有一个反作用力作用在甲物体上。火箭靠向下喷气产生的反作用力而升空，汽艇靠向后推水产生的反作用力而前进，墨鱼靠向后喷水产生的反作用力使自身产生向前的运动。3. 平行四边形法则重量为 W 的物体，用一根绳悬挂（如图）或者用两根绳悬挂（如图） ，都能使物体处于平衡状态。因此，一个力FR 对物体的作用，相当于两个力 F1、F 2 共同对物体的作用。人们把力 FR 称为力 F1、F 2 的合力，而力 F1、F 2 为力FR 的两个分力。4加减平衡力系公理一个平衡力系作用在物体上，对物体的运动状态是没有影响的，所以在原来作用于物体的力系中加入或减去一个平衡力系，物体的运动状态不会改变，
9、即新力系与原来力系对物体的作用效果相同。5. 力的可传原理如图所示，用同样大小的力推车和拉车，对车的运动效果是否相同？ 土木工程力学基础 （高教版）用推力 F 作用于小车的 A 点，如图所示。在力 F 的作用线上任取一点 B，并在 A、 B 两点上分别加上等值、反向、共线的力 F2、F 1（如图） ，且使 F1= F2=F，由于增加的 F2和 F1 是一个平衡力系，所以图 b 中的三个力和图 a 中的一个力等效。而作用于 A 点的力 F 和 F2 也是一个平衡力系，把它们去掉，只剩下作用于 B 点的 F1（如图） ，所以力 F1和力 F 等效。这样就把作用在 A 点的力 F 沿其作用线移到了 B 点。力可沿其作用线移动的性质，使得推车和拉车的效果相同。四、练一练地面上放有 A、B 两个箱子，A 箱放在 B 箱的正上方，分析 A、B 箱子及地面的受力，请从中找出哪些力属于二力平衡，哪些力属于作用力与反作用力？FNAFNAWAWBFNBABFNB五、探究与感悟1、探究：利用作用与反作用公理，在练一练中能不能找出WA，W B 的反作用力。如能，请试一试。2、感悟：各公理之间有无联系、如何把各公理联系在一起来理解。六、布置作业课本作业：P26 二课外作业：1、通过本内容的学习，你有哪些收获？还存在哪些问题？2、找一找生活中，建筑工程中哪些用到了本节中的各种公理。
