《工程力學(xué)》課程教學(xué)大綱

《工程力學(xué)》課程教學(xué)大綱一、課程基本情況課程代碼：1051129211課程名稱（中/英文）：工程力學(xué)/EngineeringMechanics課程類別：專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)分：2.5總學(xué)時(shí):40理論學(xué)時(shí)：40實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)：0適用專業(yè)：無(wú)機(jī)非金屬材料工程適用對(duì)象：本科先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理教學(xué)環(huán)境：教室、多媒體開課學(xué)院：土木工程學(xué)院二、課程簡(jiǎn)介L(zhǎng)課程任務(wù)與目的本課程堅(jiān)持辯證唯物主義思想，以立德樹人為根本任務(wù)，將社會(huì)主義核心價(jià)值觀和習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想貫穿在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)“全員育人、全程育人、全方位育人”。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握受力分析的方法，獲取平衡狀態(tài)下構(gòu)件的受力情況，掌握材料力學(xué)的基本概念和基本原理，學(xué)會(huì)必要的分析計(jì)算方法，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，為學(xué)生從事相關(guān)科研和生產(chǎn)工作提供必備的專業(yè)技術(shù)知識(shí)。在課程教學(xué)的過(guò)程中，以立德樹人為根本任務(wù)，注重培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力和職業(yè)精神，培育學(xué)生的社會(huì)主義核心價(jià)值觀。通過(guò)經(jīng)典工程案例分析和專業(yè)人物介紹，傳承工匠精神和節(jié)能意識(shí)，激發(fā)學(xué)生工程興國(guó)的愛國(guó)主義熱情。2.對(duì)接培養(yǎng)的崗位能力具備專業(yè)相關(guān)的力學(xué)知識(shí)，初步具備采用力學(xué)理論對(duì)工程實(shí)踐問(wèn)題進(jìn)行分析與處理的能力。三、課程教學(xué)目標(biāo)本課程的教學(xué)目標(biāo)對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求1,具體內(nèi)容：教學(xué)目標(biāo)1:能夠?qū)ξ矬w進(jìn)行正確的受力分析，獲取物體靜力平衡狀態(tài)下的受力情況；支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3O教學(xué)目標(biāo)2：能夠確定構(gòu)件在載荷作用下的變形形式，并利用相應(yīng)的計(jì)算方法對(duì)構(gòu)件進(jìn)行校核和設(shè)計(jì)；支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3O教學(xué)目標(biāo)3：能夠利用工程力學(xué)方法初步解決實(shí)際工程問(wèn)題；支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3O四、教學(xué)課時(shí)安排學(xué)時(shí)分配主題教學(xué)內(nèi)容總學(xué)學(xué)時(shí)完成課程時(shí)講課實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)L緒論及基本概念工程力學(xué)的任務(wù)；工程力學(xué)的基本假設(shè)；工程力學(xué)的學(xué)習(xí)方法；變形固體的一般概念；桿件變形的基本形式22教學(xué)目標(biāo)1、32.靜力學(xué)基礎(chǔ)靜力學(xué)公理；約束與約束力；受力分析與受力圖44教學(xué)目標(biāo)1、33.平面力系平面匯交力系的合成與平衡；平面力對(duì)點(diǎn)之矩；平面力偶；平面力偶系的合成和平衡；平面一般力系的簡(jiǎn)化與平衡；物體系的平衡66教學(xué)目標(biāo)1、34.空間力系力的投影和分解；空間力對(duì)點(diǎn)之矩與對(duì)軸之矩；空間力系的簡(jiǎn)化與平衡44教學(xué)目標(biāo)1、35.軸向拉伸與壓縮拉（壓）桿的內(nèi)力、應(yīng)力和變形量計(jì)算；材料拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性質(zhì)，?強(qiáng)度條件；應(yīng)力集中的概念；胡克定律,?拉伸與壓縮桿件較接點(diǎn)的位移66教學(xué)目標(biāo)2、36.扭轉(zhuǎn)薄壁圓筒的扭轉(zhuǎn)；扭矩和扭矩圖；扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算；扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算。44教學(xué)目標(biāo)2、37.截面圖形的幾何性質(zhì)靜矩和形心坐標(biāo)計(jì)算；慣性矩和慣性半徑計(jì)算；慣性積計(jì)算；平行移軸公式；轉(zhuǎn)軸公式；主慣性軸的確定。22教學(xué)目標(biāo)2、38.彎曲內(nèi)力和應(yīng)力彎曲的概念和實(shí)例；剪力和彎矩；剪力方程和彎曲方程；剪力圖和彎矩圖的作法；載荷集度、剪力和彎矩間的關(guān)系；純彎曲的概念；純彎曲時(shí)的正應(yīng)力；橫力彎曲時(shí)的正應(yīng)力；彎曲剪應(yīng)力,?提高梁彎曲強(qiáng)度的措施。66教學(xué)目標(biāo)2、39.彎曲變形工程中的彎曲變形問(wèn)題；撓曲線的微分方程；用積分法、疊加法求彎曲變形；簡(jiǎn)單靜不定梁的解法。66教學(xué)目標(biāo)2、3合計(jì)4040五、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)設(shè)計(jì)主題1緒論及基本概念.教學(xué)內(nèi)容工程力學(xué)的任務(wù)；工程力學(xué)的基本假設(shè)；工程力學(xué)的學(xué)習(xí)方法；變形固體的一般概念；桿件變形的基本形式。.教學(xué)重點(diǎn)變形固體的一般概念；桿件變形的四種基本形式。.教學(xué)難點(diǎn)應(yīng)力和內(nèi)力的關(guān)系。.教學(xué)方案設(shè)計(jì)本節(jié)課通過(guò)視頻、圖片觀看和內(nèi)容講解，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)興趣和學(xué)習(xí)熱情。主題2靜力學(xué)基礎(chǔ).教學(xué)內(nèi)容靜力學(xué)基本概念；靜力學(xué)公理；約束與約束力；受力分析與受力圖。.教學(xué)重點(diǎn)各種常見約束的性質(zhì)；受力分析；取分離體并畫出受力圖。.教學(xué)難點(diǎn)受力分析與受力圖。.教學(xué)方案設(shè)計(jì)通過(guò)講解并提供相應(yīng)證明的方式使學(xué)生深入理解和熟記靜力學(xué)公理和推論；通過(guò)與工程實(shí)際約束工作原理相結(jié)合的方式使學(xué)生清楚約束反力的確定方法，并使用例題進(jìn)一步對(duì)不同約束的約束反力進(jìn)行區(qū)分和鞏固；通過(guò)課上例題和課后習(xí)題的方式使學(xué)生掌握物體受力圖的正確畫法；鼓勵(lì)學(xué)生充分利用網(wǎng)絡(luò)課程和網(wǎng)絡(luò)資源對(duì)知識(shí)進(jìn)行鞏固和拓展。主題3平面力系.教學(xué)內(nèi)容平面匯交力系合成與平衡；平面力對(duì)點(diǎn)之矩；平面力偶；平面力偶系的合成和平衡；平面一般力系的簡(jiǎn)化；平面一般力系的平衡方程；物體系的平衡。.教學(xué)重點(diǎn)力、力矩和力偶等基本概念及其性質(zhì)；力的投影；力矩；平面力系的平衡；物體系的平衡問(wèn)題。.教學(xué)難點(diǎn)力的投影；力對(duì)點(diǎn)之矩；力偶；物體系的平衡問(wèn)題。.教學(xué)方案設(shè)計(jì)對(duì)力在坐標(biāo)軸上的投影、力沿坐標(biāo)軸分解、力偶等概念進(jìn)行講解，并將力和力偶從要素、定量描述、在軸上的投影、對(duì)點(diǎn)的矩、等效條件、性質(zhì)等方面進(jìn)行比較，加深理解；通過(guò)典型例題著重講解物體系在平面力系作用下的平衡問(wèn)題中研究對(duì)象的選取、受力分析的思路和步驟、平衡方程的建立，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié)；通過(guò)課后習(xí)題和網(wǎng)絡(luò)課程的學(xué)習(xí)對(duì)所需知識(shí)進(jìn)行鞏固和拓展；適當(dāng)介紹有關(guān)力學(xué)分析的軟件，初步培養(yǎng)學(xué)生力學(xué)建模和解決復(fù)雜物體系平衡問(wèn)題的能力。主題4空間力系.教學(xué)內(nèi)容力在空間坐標(biāo)軸上的投影和分解；空間匯交力系；空間力對(duì)點(diǎn)之矩與對(duì)軸之矩；空間力偶系；空間任意力系向一點(diǎn)的簡(jiǎn)化；空間力系的平衡。.教學(xué)重點(diǎn)力在軸上投影；力對(duì)軸之矩；空間力系的簡(jiǎn)化與平衡.教學(xué)難點(diǎn)空間力系的簡(jiǎn)化與平衡。.教學(xué)方案設(shè)計(jì)采用多媒體課件幫助學(xué)生建立空間力系的概念；計(jì)算空間力在坐標(biāo)軸上的投影，區(qū)分力的軸上、平面上的投影；通過(guò)與平面任意力系對(duì)照，講解空間任意力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化的方法、主矢和主矩的概念，簡(jiǎn)化結(jié)果、平衡條件及平衡方程，建立平面力對(duì)點(diǎn)之矩與空間力對(duì)軸之矩的聯(lián)系，明確空間力對(duì)軸之矩與空間力對(duì)點(diǎn)之矩的關(guān)系；通過(guò)典型例題著重講解空間力系的平衡問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生從三維角度出發(fā)，更深入地認(rèn)識(shí)和理解物體的平衡。主題5軸向拉伸與壓縮.教學(xué)內(nèi)容軸向拉伸與壓縮的概念與實(shí)例；軸向拉伸或壓縮時(shí)橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力；直桿軸向拉伸簌壓縮時(shí)斜截面上的應(yīng)力；材料在拉伸、壓縮時(shí)的力學(xué)性能；失效、安全因數(shù)和強(qiáng)度計(jì)算。軸向拉伸或壓縮時(shí)的變形量計(jì)算,?拉伸與壓縮桿件較接點(diǎn)的位移。.教學(xué)重點(diǎn)軸向拉伸與壓縮時(shí)橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力；軸向拉伸與壓縮時(shí)斜截面上的內(nèi)力和應(yīng)力；軸向拉伸與壓縮桿件的變形量計(jì)算,?軸向拉伸與壓縮桿件的強(qiáng)度計(jì)算,?拉伸與壓縮桿件較接點(diǎn)的位移。.教學(xué)難點(diǎn)直桿軸向拉伸或壓縮時(shí)斜截面上的應(yīng)力；拉伸與壓縮桿件較接點(diǎn)的位移。.教學(xué)方案設(shè)計(jì)本主題應(yīng)用性較強(qiáng)，知識(shí)點(diǎn)多且雜，在講解過(guò)程中主要以多媒體教學(xué)為主。在軸向拉伸（壓縮）桿件內(nèi)力求解部分，通過(guò)課上例題和課上練習(xí)題的方式加深學(xué)生對(duì)軸向拉伸（壓縮）桿件內(nèi)力的理解，增強(qiáng)學(xué)生的計(jì)算能力；為了加深學(xué)生對(duì)平面假設(shè)的理解，公式推導(dǎo)過(guò)程中輔助多媒體教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生的直觀感；在工程應(yīng)用部分，主要采用討論式教學(xué)，在學(xué)生在討論過(guò)程中不斷明確解題思路和解題方法，掌握解決軸向拉伸（壓縮）桿件應(yīng)力計(jì)算和變形量計(jì)算的方法和步驟；通過(guò)課后練習(xí)題和線上學(xué)習(xí)進(jìn)一步加深學(xué)生的理解和相應(yīng)公式的應(yīng)用能力，達(dá)到學(xué)以致用的目的。主題6扭轉(zhuǎn).教學(xué)內(nèi)容扭轉(zhuǎn)的概念與實(shí)例；外力偶矩的計(jì)算，扭矩和扭矩圖；純剪切；圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和變形；圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算和剛度計(jì)算；非圓截面桿扭轉(zhuǎn)的概念。.教學(xué)重點(diǎn)扭矩和計(jì)算及扭矩圖的作法；剪應(yīng)力互等定理；圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和變形量計(jì)算。.教學(xué)難點(diǎn)扭矩圖的作法；圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形量計(jì)算。.教學(xué)方案設(shè)計(jì)本主題包含理論和應(yīng)用兩部分，通過(guò)理論推導(dǎo)得到圓軸扭轉(zhuǎn)變形的應(yīng)力和變形量計(jì)算公式，并對(duì)其進(jìn)行工程應(yīng)用。在扭轉(zhuǎn)變形桿件內(nèi)力求解部分，通過(guò)課上例題和課上練習(xí)題的方式加深學(xué)生對(duì)扭轉(zhuǎn)變形桿件內(nèi)力的理解，增強(qiáng)學(xué)生的計(jì)算能力；在公式推導(dǎo)部分，為了加深學(xué)生對(duì)平面假設(shè)的理解，公式推導(dǎo)過(guò)程中采用板書和多媒體相結(jié)合的方式，增強(qiáng)學(xué)生的直觀感，提高學(xué)生的關(guān)注度；在工程應(yīng)用部分，主要采用討論式教學(xué)，在學(xué)生在討論過(guò)程中不斷明確解題思路和解題方法，掌握解決扭轉(zhuǎn)變形強(qiáng)度計(jì)算和剛度計(jì)算的方法和步驟；通過(guò)課后練習(xí)題和線上學(xué)習(xí)進(jìn)一步加深學(xué)生的理解和相應(yīng)公式的應(yīng)用能力，達(dá)到學(xué)以致用的目的。主題7平面圖形的幾何性質(zhì).教學(xué)內(nèi)容靜矩和形心坐標(biāo)計(jì)算；慣性矩和慣性半徑計(jì)算；慣性積計(jì)算；平行移軸公式,?轉(zhuǎn)軸公式；主慣性軸的確定。.教學(xué)重點(diǎn)掌握相關(guān)概念，正確計(jì)算平面圖形的靜矩、慣性矩和形心坐標(biāo)。.教學(xué)難點(diǎn)靈活地應(yīng)用平行移軸公式。.教學(xué)方案設(shè)計(jì)本主題在講授過(guò)程中先通過(guò)概念的定義講解對(duì)應(yīng)的定義式；通過(guò)例題用定義式計(jì)算不同截面的形心、慣性矩和慣性積，在講解例題的同時(shí)穿插相關(guān)的解題技巧和解題思路，對(duì)相關(guān)概念的性質(zhì)進(jìn)行總結(jié)；重點(diǎn)講解平行移軸公式和轉(zhuǎn)軸公式的推導(dǎo)，在推導(dǎo)時(shí)為了加深學(xué)生的理解，便于學(xué)生理解推導(dǎo)過(guò)程，公式推導(dǎo)時(shí)均采用板書的形式；其后通過(guò)例題進(jìn)一步明確平行移軸公式和轉(zhuǎn)軸公式的應(yīng)用條件和應(yīng)用方法；通過(guò)課后練習(xí)題和線上學(xué)習(xí)進(jìn)一步加深學(xué)生的理解和相應(yīng)公式的應(yīng)用能力。主題8彎曲內(nèi)力和應(yīng)力.教學(xué)內(nèi)容彎曲的概念和實(shí)例；剪力和彎矩；剪力方程和彎曲方程；剪力圖和彎矩圖的作法；載荷集度、剪力和彎矩間的關(guān)系；純彎曲的概念；純彎曲時(shí)的正應(yīng)力；橫力彎曲時(shí)的正應(yīng)力；彎曲剪應(yīng)力；彎曲變形桿件的強(qiáng)度計(jì)算；提高梁彎曲強(qiáng)度的措施。.教學(xué)重點(diǎn)剪力和彎矩；剪力方程和彎曲方程；剪力圖和彎矩圖的作法。純彎曲時(shí)的正應(yīng)力；橫力彎曲時(shí)的正應(yīng)力；彎曲剪應(yīng)力。.教學(xué)難點(diǎn)剪力方程和彎曲方程；橫力彎曲時(shí)的正應(yīng)力計(jì)算；彎曲剪應(yīng)力計(jì)算。.教學(xué)方案設(shè)計(jì)本主題包含理論和應(yīng)用兩部分，通過(guò)理論推導(dǎo)得到彎曲變形時(shí)橫截面上各點(diǎn)應(yīng)力的計(jì)算公式，并對(duì)相應(yīng)的公式進(jìn)行工程應(yīng)用。在彎曲內(nèi)力求解部分，通過(guò)課上例題和課上練習(xí)題的方式加深學(xué)生對(duì)彎曲內(nèi)力的理解，增強(qiáng)學(xué)生的計(jì)算能力；在理論推導(dǎo)部分，為了提高學(xué)生的專注度，公式推導(dǎo)部分均進(jìn)行板書推導(dǎo)；為了加深學(xué)生對(duì)平面假設(shè)的理解，公式推導(dǎo)過(guò)程中輔助多媒體教學(xué)，將一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象盡可能通過(guò)動(dòng)畫的形式進(jìn)行展現(xiàn)；在工程應(yīng)用部分，主要采用討論式教學(xué)，在學(xué)生在討論過(guò)程中不斷明確解題思路和解題方法，掌握解決彎曲應(yīng)力相關(guān)問(wèn)題的方法和步驟；通過(guò)課后練習(xí)題和線上學(xué)習(xí)進(jìn)一步加深學(xué)生的理解和相應(yīng)公式的應(yīng)用能力，達(dá)到學(xué)以致用的目的。主題9彎曲變形.教學(xué)內(nèi)容工程中的彎曲變形問(wèn)題；撓曲線的微分方程；用積分法、疊加法求彎曲變形；簡(jiǎn)單靜不定梁的解法。.教學(xué)重點(diǎn)撓曲線的微分方程；用積分法、疊加法求彎曲變形。.教學(xué)難點(diǎn)撓曲線的微分方程；用積分法、疊加法求彎曲變形。.教學(xué)方案設(shè)計(jì)本主題理論性強(qiáng)，主要采用課堂教學(xué)輔以一定的討論式教學(xué)。在授課過(guò)程中，主要理論均進(jìn)行板書推導(dǎo)，能夠提高學(xué)生的專注度進(jìn)而加深理解，同時(shí)輔以多媒體教學(xué)，提高理論教學(xué)的直觀感；理論教學(xué)后及時(shí)結(jié)合例題進(jìn)行討論式教學(xué)，通過(guò)計(jì)算給定情境下梁彎曲中的撓度，使學(xué)生能夠進(jìn)一步加深對(duì)理論知識(shí)的理解并能學(xué)以致用。六、學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定樣表考核方式平時(shí)成績(jī)期中考試期末考試出勤作業(yè)課堂表現(xiàn)階段測(cè)驗(yàn)答辯項(xiàng)目小論文其他VV成績(jī)比例%1515701.平時(shí)成績(jī)按照優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五級(jí)制綜合評(píng)定。2.期末考核采用試卷類形式，按照百分制進(jìn)行評(píng)定。3?總評(píng)成績(jī)按照平時(shí)成績(jī)和期末考核的百分比綜合評(píng)定。七、教材、參考書目、重要文獻(xiàn)以及課程網(wǎng)絡(luò)資源建議教材：(1)孟凡深等編■工程力學(xué)河南科學(xué)技術(shù)出版社，2015(2)北京科技大學(xué)與東北大學(xué)編.工程力學(xué)(第4版),高等教育出版社，2014主要參考書：(1)哈爾濱