《材料力学Ⅰ》课程教学总体设计.docx
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《材料力学Ⅰ》课程教学总体设计
《材料力学Ⅰ》课程教学总体设计
一教学内容设计及学时安排
总学时:
96(讲课86;实验课10)授课对象:
本科
教学内容设计及学时安排表
第1课的教学整体安排
授课时间
第周周第节
课时安排
2学时
授课题目(教学章、节或主题):
第一章绪论及基本概念
教学目的、要求(分掌握、理解、了解三个层次):
1.掌握材料力学的性质、任务和研究对象;
2.掌握构件的强度、刚度和稳定性问题的概念;
3.理解材料力学的基本假设、基本概念及研究方法;
4.了解杆件基本变形形式的受力和变形特点。
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.先介绍材料力学这门课的性质、任务、研究方法及研究对象;
2.讲述材料力学与生产实践的关系,让学生懂得其重要性,激起学习它的兴趣;
3.再介绍变形固体的几个基本假设、基本概念;
4.杆的四种基本变形形式的受力特点和变形特点及组合变形的概念.
讨论、思考题、作业:
6道题,见“绪论及基本概念”的PPT
参考资料(含参考书、文献等):
《材料力学》,刘鸿文等,高等教育出版社,2002年
教学过程设计:
复习___分钟,授新课_88_分钟,安排讨论__分钟,布置作业_2_分钟
授课类型(请打√):
理论课□讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
讲授□讨论□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□模型□实物□挂图□音像□其他□
填表说明:
1.每项页面大小可自行添减;
2.教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第2课的教学整体安排
授课时间
第周周第节
课时安排
2学时
授课题目(教学章、节或主题):
第二章轴向拉(压)概念;内力;应力
教学目的、要求(分掌握、理解、了解三个层次):
1.理解内力和应力的概念.
2.掌握轴力的计算和轴力图的绘制.
3.掌握拉(压)杆横截面及斜截面上应力的计算.
4.了解截面法求内力的步骤.
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.先介绍轴向拉(压)基本变形的受力特点和变形特点,并讲述其应用情况;
2.交待内力的概念、截面法求内力的步骤和过程,并用截面法分析得出轴向拉(压)时,其内力是沿着轴向方向的一个力,也就是轴力通过例题讲述如何绘制轴力图;(重点)
3.引入应力的概念,通过观察轴向拉(压)的实验现象,提出平面假设,并结合材料的均匀形假设及静力学关系,推出轴向拉(压)横截面上的应力公式,以此应力公式为基础,分析给出其斜截面上的应力计算公式;(难点)
4.通过讲述例题,让学生进一步掌握轴向拉(压)时应力的计算.(重点)
讨论、思考题、作业:
2-1
参考资料(含参考书、文献等):
《材料力学》,刘鸿文等,高等教育出版社,2002年
教学过程设计:
复习_2__分钟,授新课_86_分钟,安排讨论__分钟,布置作业_2_分钟
授课类型(请打√):
理论课□讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
讲授□讨论□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□模型□实物□挂图□音像□其他□
填表说明:
1.每项页面大小可自行添减;
2.教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第3课的教学整体安排
授课时间
第周周第节
课时安排
2学时
授课题目(教学章、节或主题):
变形;拉压应变能
教学目的、要求(分掌握、理解、了解三个层次):
1.理解变形、应变、应变能的概念及胡克定律;
2.了解横向变形与纵向变形的关系;
3.掌握轴向拉压变形的计算;
4.掌握轴向拉压变形能的计算.
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.引入纵向变形、纵向应变的定义及计算公式;
2.再介绍胡克定律的形式及适用范围;
3.然后介绍横向变形及其纵向变形的关系,引出泊松比的概念;
4.通过例题讲述轴向拉压变形的计算。
(重点)
5.介绍应变能的概念及功能原理,并分析给出轴向拉压应变能的计算公式.(难点)
讨论、思考题、作业:
2-3;2-19;2-21
参考资料(含参考书、文献等):
《材料力学》,刘鸿文等,高等教育出版社,2002年
教学过程设计:
复习_2__分钟,授新课_86_分钟,安排讨论__分钟,布置作业_2_分钟
授课类型(请打√):
理论课□讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
讲授□讨论□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□模型□实物□挂图□音像□其他□
填表说明:
1.每项页面大小可自行添减;
2.教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第4课的教学整体安排
授课时间
第周周第节
课时安排
2学时
授课题目(教学章、节或主题):
拉伸和压缩时材料的力学性能
教学目的、要求(分掌握、理解、了解三个层次):
1.了解低碳钢、铸铁拉(压)的应力—应变曲线图及其它材料的力学性能;
2.理解塑性材料和脆性材料的拉压力学性能;
3.掌握拉压实验的量测技术.
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.介绍拉(压)标准试件、实验仪器设备、实验条件及拉伸图的概念;
2.介绍低碳钢拉伸的应力——应变曲线图及特征点:
四个变形阶段、三个强度指标、两个塑性指标、卸载定律及冷作硬化现象;(重点)
3.介绍其它塑性材料和铸铁拉伸时的力学性能;
4.介绍低碳钢、铸铁的压缩力学性能,并与其拉伸力学性能对比分析,得出塑性材料和脆性材料的特点.
讨论、思考题、作业:
参考资料(含参考书、文献等):
《材料力学》,刘鸿文等,高等教育出版社,2002年
教学过程设计:
复习_5__分钟,授新课_83_分钟,安排讨论__分钟,布置作业_2_分钟
授课类型(请打√):
理论课□讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
讲授□讨论□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□模型□实物□挂图□音像□其他□
填表说明:
1.每项页面大小可自行添减;
2.教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第5课的教学整体安排
授课时间
第周周第节
课时安排
2学时
授课题目(教学章、节或主题):
强度条件;应力集中的概念
教学目的、要求(分掌握、理解、了解三个层次):
1.理解极限应力、允许应力的概念及区别;
2.了解安全系数的含义及选取原则;
3.掌握强度条件及其应用;
4.了解应力集中的概念.
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.先引进极限应力、允许应力、安全系数的概念;
2.给出拉压强度条件,并指出应注意的问题;
3.通过例题着重讲述拉压强度条件的应用;(重点)
4.介绍应力集中.(难点)
讨论、思考题、作业:
2-7;2-12;2-15
参考资料(含参考书、文献等):
《材料力学》,刘鸿文等,高等教育出版社,2002年
教学过程设计:
复习_8__分钟,授新课_80_分钟,安排讨论__分钟,布置作业_2_分钟
授课类型(请打√):
理论课□讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
讲授□讨论□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□模型□实物□挂图□音像□其他□
填表说明:
1.每项页面大小可自行添减;
2.教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第6课的教学整体安排
授课时间
第周周第节
课时安排
2学时
授课题目(教学章、节或主题):
第三章扭转概述;扭矩;薄壁圆筒应力
教学目的、要求(分掌握、理解、了解三个层次):
1.了解扭转的受力特点和变形特点;
2.掌握外力偶矩、扭矩的计算和扭矩图绘制;
3.理解纯剪切的概念;
4.掌握剪切虎克定律和切应力互等定理;
5.理解薄壁圆筒扭转的应力公式.
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.先讲述扭转变形的受力特点和变形特点及工程实例;
2.再分析出扭转时横截面上只有一个内力形式——扭矩,并给出扭矩的计算及正负号规定;
3.通过例题给出外力偶矩的计算公式和扭矩图的绘制步骤;(重点)
4.观察薄壁圆筒扭转的实验现象,得出其横截面上只有沿切线方向的应力,考虑到薄壁的特点及静力学关系,分析给出其计算公式;
5.介绍纯剪切的概念及剪切虎克定律,并证明切应力互等定理.(难点)
讨论、思考题、作业:
3-1;3-3;3-9
参考资料(含参考书、文献等):
《材料力学》,刘鸿文等,高等教育出版社,2002年
教学过程设计:
复习_0__分钟,授新课_88_分钟,安排讨论__分钟,布置作业_2_分钟
授课类型(请打√):
理论课□讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
讲授□讨论□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□模型□实物□挂图□音像□其他□
填表说明:
1.每项页面大小可自行添减;
2.教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第7课的教学整体安排
授课时间
第周周第节
课时安排
2学时
授课题目(教学章、节或主题):
应力·强度条件
教学目的、要求(分掌握、理解、了解三个层次):
1.掌握圆轴扭转时横截面上的应力分布规律及计算公式;
2.理解极惯性矩Ip,抗扭截面模量的含义及强度条件;
3.掌握强度条件的应用.
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.先讲扭转的变形实验——平面假设——扭转时横截面上只有剪应力;
2.然后从变形、物理、静力三方面推出圆轴扭转时的切应力公式;(难点)
3.说明极惯性矩Ip,抗扭截面模量的含义及计算公式;
4.介绍扭转的强度条件及应注意的问题;
5.通过例题着重讲述强度条件的应用.(重点)
讨论、思考题、作业:
3-12;3-16;3-23
参考资料(含参考书、文献等):
《材料力学》,刘鸿文等,高等教育出版社,2002年
教学过程设计:
复习_5__分钟,授新课_82_分钟,安排讨论__分钟,布置作业_3_分钟
授课类型(请打√):
理论课□讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
讲授□讨论□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□模型□实物□挂图□音像□其他□
填表说明:
1.每项页面大小可自行添减;
2.教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第8课的教学整体安排
授课时间
第周周第节
课时安排
2学时
授课题目(教学章、节或主题):
变形·刚度条件;扭转应变能;非圆截面杆扭转
教学目的、要求(分掌握、理解、了解三个层次):
1.了解扭转变形的特点;
2.理解扭转变形公式及刚度条件;
3.掌握刚度条件的应用及扭转应变能的计算;
4.了解非圆截面杆扭转的特点,特别是矩形截面自由扭转的应力计算.
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.介绍扭转变形的描述量——扭转角,然后推出扭转角公式;
2.给出刚度条件的二种形式;
3.最后通过例题着重讲解扭转刚度条件的应用;(重点)
4.用功能原理给出扭转应变能的计算公式;
5.介绍非圆截面杆的扭转特点,特别是矩形截面自由扭转的应力情况.(难点)
讨论、思考题、作业:
P85:
3-7,3-8;P86:
3-12
参考资料(含参考书、文献等):
《材料力学》,刘鸿文等,高等教育出版社,2002年
教学过程设计:
复习_10__分钟,授新课_78_分钟,安排讨论__分钟,布置作业_2_分钟
授课类型(请打√):
理论课□讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
讲授□讨论□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□模型□实物□挂图□音像□其他□
填表说明:
1.每项页面大小可自行添减;
2.教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第9课的教学整体安排
授课时间
第周周第节
课时安排
2学时
授课题目(教学章、节或主题):
附录I截面的几何性质静矩;惯性矩
教学目的、要求(分掌握、理解、了解三个层次):
1.理解静矩、惯性积及惯性矩的概念及计算公式;
2.掌握静矩,惯性矩的计算;
3.组合截面惯性矩的计算.
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.先介绍静矩的定义、计算公式、单位、正负号以及与截面形心的关系;
2.再介绍惯性矩的定义、公式、单位及与惯性半径的关系;
3.计算一些典型截面对形心轴的惯性矩;
4.给出组合截面静矩和惯性矩的计算方法和步骤;(难点)
5.通过例题讲述确定截面形心位置及计算组合截面静矩和惯性矩的计算.(重点)
讨论、思考题、作业:
参考资料(含参考书、文献等):
《材料力学》,刘鸿文等,高等教育出版社,2002年
教学过程设计:
复习__分钟,授新课_87_分钟,安排讨论__分钟,布置作业_3_分钟
授课类型(请打√):
理论课□讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
讲授□讨论□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□模型□实物□挂图□音像□其他□
填表说明:
1.每项页面大小可自行添减;
2.教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第10课的教学整体安排
授课时间
第周周第节
课时安排
2学时
授课题目(教学章、节或主题):
平移公式;转轴公式
教学目的、要求(分掌握、理解、了解三个层次):
1.掌握平行移轴公式及转轴公式;
2.了解形心主惯性轴和形心主惯性矩的概念;
3.掌握组合图形形心主惯性轴的确定及形心主惯性矩的计算.
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.先推到给出平移轴公式并讲清其适用范围;
2.分析给出转轴公式;
3.介绍主惯性轴、主惯性矩、形心主惯性轴和形心主惯性矩的概念;(难点)
4.通过例题讲述确定组合图形形心主惯性轴及计算形心主惯性矩的方法和步骤.(重点)
讨论、思考题、作业:
I-1(b);I-3(b);I-7(b);I-13(a)
参考资料(含参考书、文献等):
《材料力学》,刘鸿文等,高等教育出版社,2002年
教学过程设计:
复习_5__分钟,授新课_82_分钟,安排讨论__分钟,布置作业_3_分钟
授课类型(请打√):
理论课□讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
讲授□讨论□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□模型□实物□挂图□音像□其他□
填表说明:
1.每项页面大小可自行添减;
2.教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第11课的教学整体安排
授课时间
第周周节
课时安排
2学时
授课题目(教学章、节或主题):
第四章弯曲内力概念及梁的计算简图;剪力和弯矩
教学目的、要求(分掌握、理解、了解三个层次):
1.理解弯曲变形的受力特点、变形特点;
2.理解对称弯曲、平面弯曲的概念;
3.掌握梁在任一指定截面处的剪力和弯矩值的计算.
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
5.先介绍弯曲的受力特点、变形特点,交待纵向对称面、对称弯曲、平面弯曲和梁的概念;(难点)
6.介绍梁的计算简图;
1.用截面法分析得出梁弯曲时横截面上只有二种内力——剪力和弯矩,并给出剪力和弯矩的正负规定;
2.通过例题给出梁在任一指定截面处的剪力和弯矩值的计算步骤.(重点)
讨论、思考题、作业:
参考资料(含参考书、文献等):
《材料力学》,刘鸿文等,高等教育出版社,2002年
教学过程设计:
复习___分钟,授新课_87_分钟,安排讨论__分钟,布置作业_3_分钟
授课类型(请打√):
理论课□讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
讲授□讨论□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□模型□实物□挂图□音像□其他□
填表说明:
1.每项页面大小可自行添减;
2.教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第12课的教学整体安排
授课时间
第周周第节
课时安排
2学时
授课题目(教学章、节或主题):
剪力图和弯矩图
教学目的、要求(分掌握、理解、了解三个层次):
1.理解弯矩方程、剪力方程、剪力图和弯矩图的概念;
2.掌握截面法绘制剪力图和弯矩图.
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.先复习求指定截面处的剪力和弯矩值的计算;
2.再引出弯矩方程、剪力方程、剪力图和弯矩图的概念;
3.然后通过例题介绍用截面法做剪力图、弯矩图的步骤及应注意的问题.(重点)
讨论、思考题、作业:
4-1(b);4-1(g);4-2(b);4-2(c)
参考资料(含参考书、文献等):
《材料力学》,刘鸿文等,高等教育出版社,2002年
教学过程设计:
复习_10_分钟,授新课__分钟,安排讨论_77_分钟,布置作业_3_分钟
授课类型(请打√):
理论课□讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
讲授□讨论□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□模型□实物□挂图□音像□其他□
填表说明:
1.每项页面大小可自行添减;
2.教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第13课的教学整体安排
授课时间
第周周第节
课时安排
2学时
授课题目(教学章、节或主题):
弯矩、剪力和荷载集度的微分关系及其在绘制和校核剪力图和弯矩图中的应用
教学目的、要求(分掌握、理解、了解三个层次):
1.理解弯矩、剪力和荷载集度的微分关系;
2.了解微分关系的几何意义和物理意义;
3.掌握用微分关系绘制和校核剪力图和弯矩图.
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.先通过例题说明弯矩、剪力和荷载集度之间普遍存在一种微分关系;
2.证明弯矩、剪力和荷载集度的微分关系;(难点)
3.解释微分关系的几何意义和物理意义;
4.通过例题介绍用微分关系绘制和校核剪力图和弯矩图的步骤.(重点)
讨论、思考题、作业:
参考资料(含参考书、文献等):
《材料力学》,刘鸿文等,高等教育出版社,2002年
教学过程设计:
复习_5__分钟,授新课_82_分钟,安排讨论__分钟,布置作业_3_分钟
授课类型(请打√):
理论课□讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
讲授□讨论□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□模型□实物□挂图□音像□其他□
填表说明:
1.每项页面大小可自行添减;
2.教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第14课的教学整体安排
授课时间
第周周第节
课时安排
2学时
授课题目(教学章、节或主题):
叠加法作弯矩图;平面刚架和曲杆
教学目的、要求(分掌握、理解、了解三个层次):
1.理解叠加法的条件及适用范围;
2.掌握叠加法作弯矩图;
3.掌握平面刚架和曲杆内力的计算.
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.先通过例题说明在小变形、线弹性的情况下,弯矩确实可以叠加;
2.然后详细介绍叠加原理及其适用的条件和范围;
3.通过例题介绍用叠加法绘制剪力图和弯矩图的步骤.(重点)
4.介绍平面刚架和曲杆内力的计算.(难点)
讨论、思考题、作业:
4-3(b);4-3(h);4-4(a);4-15(a);4-18(b)
参考资料(含参考书、文献等):
《材料力学》,刘鸿文等,高等教育出版社,2002年
教学过程设计:
复习___分钟,授新课_88_分钟,安排讨论__分钟,布置作业_2_分钟
授课类型(请打√):
理论课□讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
讲授□讨论□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□模型□实物□挂图□音像□其他□
填表说明:
1.每项页面大小可自行添减;
2.教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第15课的教学整体安排
授课时间
第周周第节
课时安排
2学时
授课题目(教学章、节或主题):
弯曲内力习题课
教学目的、要求(分掌握、理解、了解三个层次):
通过习题课使学生彻底掌握弯曲内力图的各种做法。
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.先练习求指定截面上的内力;
2.然后练习写弯曲内力方程;
3.接着练习简易法做内力图;
4.着重练习微分关系做图法.
讨论、思考题、作业:
参考资料(含参考书、文献等):
《材料力学》,刘鸿文等,高等教育出版社,2002年
教学过程设计:
复习_20__分钟,授新课__分钟,安排讨论_68分钟,布置作业2__分钟
授课类型(请打√):
理论课□讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
讲授□讨论□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□模型□实物□挂图□音像□其他□
填表说明:
1.每项页面大小可自行添减;
2.教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第16课的教学整体安排
授课时间
第周周第节
课时安排
2学时
授课题目(教学章、节或主题):
第五章梁的应力梁的正应力
教学目的、要求(分掌握、理解、了解三个层次):
1.了解弯曲试验;
2.理解纯弯曲、横力弯曲、平面假设、中性层、中性轴的概念及横截面上正分应力分布规律;
3.掌握弯曲正应力的计算.
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.先由M、
分析出横截面上存在
,且M→
,
→
有关;
2.再介绍纯弯曲及弯曲试验,由试验现象提出平面假设,交待中性层及中性轴的概念;(难点)
3.从几何方面、物理方面、静力学三方面推出梁的弯曲正应力公式;(重点)
4.说明正应力公式的使用范围及应注意的问题。
讨论、思考题、作业:
P149:
4-24,4-25
参考资料(含参考书、文献等):
《材料力学》,刘鸿文等,高等教育出版社,2002年
教学过程设计:
复习_5__分钟,授新课_82_分钟,安排讨论_分钟,布置作业_3_分钟
授课类型(请打√):
理论课□讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
讲授□讨论□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□模型□实物□挂图□音像□其他□
填表说明:
1.每项页面大小可自行添减;
2.教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第17课的教学整体安排
授课时间
第周周第节
课时安排
2学时
授
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