1、（1）建筑物由 屋盖 、 梁 、 楼板 、 墙（柱） 和基础 等组成。这些单个物体称 构件 。（2）构件互相连接、互相支承、合理地构成各种形式的空间体系，称 结构 。（3）结构承受力，传递力起骨架作用。（4）建筑物受的力包括：自身 重力 ；人群和设备的重力 ；墙承受楼面传来的压力和风力；屋顶上的积雪重力；基础承受墙身、柱子传来的压力等等。（5）在正常情况下，建筑物相对于地球是静止的平衡状态。（6）要保证建筑物的安全，结构或构件要有足够的承载力，即足够的强度、刚度和稳定性。（7）强度是指构件或结构受力后抵抗 破坏 的能力，即在外力作用下不能发生断裂破坏，就认为是满足强度要求。（8）刚度是指构件或
2、结构受力后抵抗 变形 的能力。（9）稳定性在土木工程上是指构件受力后保持其 原有的平衡状态 的能力。2. 学习土木工程力学基础的重要性（1）土木工程力学是对建筑物进行力学 分析和 计算的一门科学，建筑物的设计和施工都离不开它的基本原理。（2）建筑结构应以最 经济 的代价，获得 最大 的承载能力。三、教师精讲1. 力的概念力是物体间的相互作用，这种作用引起物体的运动状态发生变化或使物体产生变形。2. 力的三要素将长方形木块放在桌面上，如果对木块施加的作用力F的大小、方向和位置分别发生变化，效果各会怎样呢？力的大小、方向和作用点决定了力对物体的作用效果，改变这三个因素中的任一个因素，都会改变力对物
3、体的作用效果。力的大小、方向和作用点称为力的三要素。3. 平衡的概念物体的平衡状态，是指物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动的状态。四、探究与感悟1、探究：本门课程的学习方法。2、感悟：本门课程的学习对建筑工程中哪些人有用，有何用。五、布置作业课本作业：P26 一、1、2课外作业：1、通过本内容的学习，你有哪些收获？还存在哪些困惑？2、从身边的事物中找出力的相互作用、平衡状态。让同学来回答怎样保证建筑物的安全性、建筑物的构成受力有哪些特征。1、自主学习自学教材、自主完成导学提纲，记录疑点或无法解决的问题，为交流作准备。2、组内交流在小组长的组织下，有序开展交流与探讨，共同解决存在的问题，并整
4、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。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。通过引导学生回答问题，并归纳、总结答案，引入课题。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。4、反馈小结巡视指导，了解课堂教学效果，对重点内容进行小结。5、课外拓展对学有余力的同学要求探究不同的学习方法，
5、并感悟该力学知识在工程中应用，提升学生的能力。设计意图本课题教学采用“前置作业导学+精讲”相结合的教学形式，以“自主学习、组内交流、小组展示、自我检测、反思提高”为基本教学环节。1、实验设计一张硬纸片，一端固定，另一端放一个砝码。（1）硬纸片承受不了砝码的重力；（2）把纸片摺成“冂”形，它可以承受同样砝码的重力了；（3）把纸片折成“W”形，它不仅可以承受同样砝码的重力，而且变形很小。通过这个小实验告诉我们，建筑结构应以最经济的代价，获得最大的承载能力。提高构件或结构的承载能力，并不意味着只有增大横截面尺寸才能达到。否则一味追求选用优质材料或过大的横截面就会造成浪费。要解决土木工程上经济与安全的
6、矛盾，就应依靠土木工程力学提供基础理论。实验的设计，充分体现“做中学”、“做中教”的理念。2、前置作业课前精心预设由导学提纲、探究与感悟组成的前置作业，是为了培养学生自主学习能力，彰显学生为主体，教师为主导的思想，实现“先学后教（导）、以学定教”的教改理念。考虑到当前中职学生的学习现状，教师在引导的基础上，应积极鼓励学生大胆交流与展示，重视课中动态生成。对于重点内容，教师应精讲，确保课堂教学效果。3、探究与感悟为较高要求，对不同的学生可设置定性分析与定量计算两个层次要求，达到课后反思提高的目的。探究问题的设计，主要为了通过探究更好的学习方法，实现节约时间，效益最大化。感悟问题的设计，主要为了突
7、出工程应用，提高学生解决工程实际问题的能力，增强安全生产的意识。1.2静力学公理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。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。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。静力学公理的理解。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。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
8、么会处于平衡状态呢？ 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。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
9、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），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
10、于物体上的同一点A，它们的合力用以线段AB、AC为邻边的平行四边形的 对角线AD 确定， F R 就是F1、F2的 合力 。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。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
11、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：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。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
12、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、F2共同对物体的作用。人们把力FR称为力F1、F2的合力，而力F1、F2为力FR的两个分力。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，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？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
13、一点B，并在A、B两点上分别加上等值、反向、共线的力F2、F1（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？五、探究与感悟利用作用与反作用公理，在练一练中能不能找出WA，WB的反作用力。如
14、能，请试一试。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P26 二还存在哪些问题？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。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。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。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。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。 约束与约束反力教学设计1.3约束与约束反力1、认识约束、主动力、被动力等概念；2、了解工程中常见的约
15、束类型；3、理解重要约束类型的约束反力三要素。4、掌握约束反力的符号表示。1、通过观察与思考、应用实例等让学生对工程中常见的约束类型有感性认识；2、引导学生依据力的三要素来表示不同类型的约束反力。1、通过探究建筑工程安装、施工中各物体的受力，培养敢于创新的精神，举一反三的能力；2、通过分析力的三要素，增强安全生产的意识。常见约束及约束反力。1、区分约束反力的施力物体和受力物体；2、准备描绘约束反力（大小、方向、作用点）。观察与思考 在日常生活中可以看到：绳索悬挂的灯、支承在墙上或柱子上的梁都掉不下来；人坐在椅子上也摔不下来。为什么灯、梁和椅子上的人都不能向下运动呢？因为灯、梁和人的运动受到周围
16、物体的限制，不可能在空间某些方向运动。1约束和约束反力的概念（1）限制物体运动的 物体 在力学中称为约束。（2）对于绳索悬挂的灯来讲， 绳索 是灯的约束；支承在墙上或柱子上的梁掉不下来， 墙或柱子 是梁的约束；人坐在椅子上也摔不下来， 椅子 是人的约束。（3）约束对被约束物体的作用力称为 约束反力 （约束力），简称 反力 。约束反力是 被动力 。（4）主动使物体运动或使物体有运动趋势的力称为主动力，如重力、风压力、土压力等。主动力在工程上称为 荷载 。（5）主动力 通常是已知的，而约束反力 则是未知的。2几种常见约束及其约束反力（1）绳索、链条、皮带等用于 限制物体 的运动时，称为柔体约束。（
17、2）绘制图示梁的受力（3）光滑接触面约束是指当物体限制其他物体运动时，在接触处的摩擦力很小，可以 略去不计 。（4）绘制图示梯子的受力（5）可动铰支座只能限制物体沿 垂直于支承面 方向的上下移动， 不能 限制物体绕支座转动和沿支承面方向的水平移动。（6）桥梁伸缩缝处的可动铰支座如图所示。在实际工程中，大型钢梁或一些钢架桥以及立交桥伸缩缝处，常把一端采用可动铰支座。其作用是：当因热胀冷缩而长度稍有变化时，可动铰支座相应地沿支承面 滑动 ，从而避免温度变化引起的不良后果。（7）固定铰支座限制物体 上下、左右 移动；但可以产生微小的 转动 。（8）如图所示的柱子插入杯形基础后，在柱脚与杯口之间填以沥
18、青麻丝，基础允许柱子产生微小的转动，但不允许柱子上下、左右移动。因此这种基础也可看成固定铰支座。（9）门窗用的合页就是 圆柱铰链 的约束实例。这种约束不能限制物体绕销钉 转动 ，但能限制物体在垂直于销钉轴线的平面内沿任意方向的 移动 。（10）固定端支座是指构件与支承物固定在一起，构件在固定端既不能 沿任何方向 移动（也就是说上下、左右都不能移动），同时也不能 转动 。（11）如图所示的钢筋混凝土柱，插入基础部分较深，而且四周又用混凝土与基础浇筑在一起，也属于 固定端支座 。1.柔体约束约束反力的作用线：通过接触点，沿柔体中心线；方向：背离被约束的物体，即为拉力；大小：未知；字母表示：FT。2
19、. 光滑接触面约束通过接触点，沿接触面在该点的垂线；指向被约束的物体，即为压力；FN3. 可动铰支座通过接触点，并垂直于支承面；指向不定；4. 固定铰支座通过接触点，通常采用两个互相垂直的力表示；Fx、Fy5. 圆柱铰链（简称为铰链）通过接触点，垂直于销钉轴线，通常采用两个互相垂直的力表示；6. 固定端支座通过接触点，通常采用两个互相垂直的力及一个力偶表示；Fx、Fy，M四、探究有兴趣的同学可以考虑下，对于固定铰支座、圆柱铰链约束、及固定端支座中的约束反力Fx、Fy还有没有其他表示方法。布置作业P26 一、3-8 三、12、参观构件吊装的施工现场，运用所学知识对吊装的受力加以说明。让同学来回答
20、问题。通过课外作业，激发求知欲望，提高学习专业的兴趣。通过引导学生回答问题，引入课题约束的概念。课前精心预设前置作业导学提纲，组织学生自主学习。3、点评与精讲对各组讨论进行点评，对重点内容进行精讲。对有能力的学生讲解公法线更加严谨、适用巡视指导，了解课堂教学效果，对课堂重点约束类型及约束反力进行小结。 受力图教学设计1.1受力图2、了解学习该课程的重要性；3、理解力、平衡的概念；4、了解力的三要素1、能设计实验，体验三个汇交力作用下处于平衡状态时物体的受力的大小变化以及受力的性质；2、探究三个汇交力作用下平衡问题的解题方法。1、通过探究三个汇交力作用下平衡问题的解题方法，培养敢于创新的精神；2
21、、通过分析平面汇交力系平衡在工程中的应用，增强安全生产的意识。运用平面汇交力系的平衡方程求解简单的平衡问题。1、建立平面汇交力系的平衡方程；2、感悟平面汇交力系的平衡问题在工程中的应用。在实际建筑工程中，通常是几个物体或构件相互联系，形成一个系统。例如板放在梁上，梁支承在柱子上，柱子支承在基础上，形成了房屋的传力系统。如何保证梁、柱、基础不破坏或发生过大的变形等，就要分别对物体进行受力分析。1将研究对象从其周围的物体中 分离出来 。被分离出来的研究对象称为分离体（或脱离体）。在分离体上画出 周围物体 对它的 全部 作用力（包括主动力和约束力），这样的图形称为分离体图，又称受力图。2. 画单个物
22、体受力图的要领：（1）明确研究对象。首先要明确画 哪个物体 的受力图，然后把与它相联系的一切约束（物体）去掉，将它单独画出来。（2）画出研究对象所受到的全部力，先画主动力（已知力），再画约束反力。研究对象与其他物体连接之处都有约束反力，千万不要遗漏。（3）按约束 类型 和约束性质确定约束反力。什么样的约束，必定产生什么样的约束反力。所以，必须清楚地掌握各种约束的性质。3. 物体系统的受力图画法与单个物体的受力图画法基本相同，研究时只需将物体系统看作一个整体，就像对单个物体一样。当需要画出物体系统中某一单个物体的受力图时，可把它从系统中分离出来，并需加上相应的约束反力。要注意：约束反力作为物体间的相互作用，也一定遵循作用与反作用公理。4集中荷载是指荷载作用在结构上的面积与结构的尺寸相比很小。5. 分布荷载是指荷载连续地作用在整个结构上或结构的一部分（不能看成集中荷载时）。6. 当分布荷载在各处的大小均相同时，称为均布荷载；当分布荷载在各处的大小不相同时，称为非均布荷载。7. 如果荷载分布在物体的体积内，称为体荷载，如重力。分布于物体表面的荷载，称为面荷载，如楼板上的荷载、挡土墙所受的土压力等。8. 在工程结构的计算中，往往将体荷载、面荷载简化为沿构件轴线（构件横截面形心的连线）方向的线荷载。9. 荷载的常用单位荷载性质集中荷载体荷载面荷载线荷载常用
