§3-1桿件軸向拉伸和壓縮時的內(nèi)力和軸力圖課時計劃：講授3學(xué)時教學(xué)目標(biāo)：1.本節(jié)課以拉壓桿件為例，分析在外力作用下產(chǎn)生的內(nèi)力。2.使學(xué)生理解并掌握采用截面法計算軸力的方法。教材分析:.重點為分析拉壓變形受力和變形的特點；.難點是利用截面法計算拉壓桿上的軸力并繪制出軸力圖。教學(xué)設(shè)計：本節(jié)課的主要內(nèi)容是讓學(xué)生理解外力和內(nèi)力的區(qū)別及聯(lián)系，并講解工程力學(xué)中常采用截面法計算變形過程中產(chǎn)生的內(nèi)力。以拉壓變形的桿件為例，分析該種變形的受力和變形的特點，在此基礎(chǔ)上利用截面法分析桿件上的軸力，掌握軸力計算方法及正負(fù)號的規(guī)定，進而掌握軸力圖的繪制方法。教學(xué)過程：第1學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：本節(jié)課的主要內(nèi)容是讓學(xué)生理解外力和內(nèi)力的區(qū)別及聯(lián)系，以拉壓變形的桿件為例分析其受力和變形的特點，全面理解軸向拉伸和壓縮的概念。1．外力和內(nèi)力的概念如圖3-1a所示的構(gòu)件在力F、F、F的作用下處于平ABP衡。無論這些力是主動力還是約束力，都是構(gòu)件受到其他物體的作用力，稱為外力。為了維持構(gòu)件各部分之間的聯(lián)系，保持構(gòu)件的形狀和尺寸，構(gòu)件內(nèi)部各部分之間必定存在著相互作用的力，該力稱為內(nèi)力。在外部載荷作用下，構(gòu)件內(nèi)部各部分之間相互作用的內(nèi)力也隨之改變，這個因為外部載荷作用而引起構(gòu)件內(nèi)力的改變量，稱為附加內(nèi)力。在材料力學(xué)中，該附加內(nèi)力簡稱內(nèi)力。2．截面法計算內(nèi)力為了確定構(gòu)件的承載能力，需要分析內(nèi)力。為此假想用平面口-「將構(gòu)件截成兩段（圖3-1b、c）,垂直于構(gòu)件軸線假想截開的剖面，稱為橫截面，簡稱截面。利用截面將構(gòu)件截開，分析截面內(nèi)力的方法，稱為截面法。3．軸向拉伸和壓縮的概念直桿受到與其軸線重合的外力，就會發(fā)生沿軸線方向的伸長或縮短變形。

如圖3-2a所示的吊車吊起重物時，CD桿是受拉伸的二力桿。圖3-2b的螺旋夾具，旋緊螺桿加緊工件后，螺桿的上段受壓。第2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：本次課講解拉壓變形桿件的軸力計算方法。分析發(fā)生此變形所受外力的特點，利用截面法計算軸上產(chǎn)生的軸力，根據(jù)平衡條件建立軸力與外力的關(guān)系。從而求得軸力的大小，并對軸力的正負(fù)做出規(guī)定，進而得到所求軸力的具體數(shù)值。如圖3-3a所示的桿件，在軸向外力f和f的作用下處于12平衡。由于兩個外力的方向都背離桿件，桿件產(chǎn)生拉伸變形。

用假想平面川-m將桿件截成兩段，任取一段為研究對象，該段截面上分布著另一段的作用力，就是該截面的內(nèi)力。其合力方和外力尸平衡。由于外力和桿件的軸線重合，所以與其N1平衡的內(nèi)力也和軸線重合，這樣的內(nèi)力稱為軸力。規(guī)定：使桿件拉伸的軸力為正值，壓縮的軸力為負(fù)值。圖3-m士由■的平衡觸可知，F(xiàn)產(chǎn)4九方向姻3-3b所示。圖3-m同理,加-3尸處所示的桿件，在外力用和孔的作用下處于平衡，由于兩個外力方向都指向桿件，使桿I件壓縮「所以截面n-n的軸力/方向如圖3-黨所示.對于受多個外力作用的桿件如圖3-4所示，在外力K、F八艮和H的作用下處千平衡?各獻(xiàn)面的軸力等于該截面任一惻所有外力的代數(shù)和口即3切(3-1)外力用的方向背離計算軸力的截面時?Mfi,因加它使該截面附近的桿件位伸.還通的軸力反之外力￡的方向指圖3-4蛆費儂期息鹿，因為它使該截面附近的桿件壓軌產(chǎn)生負(fù)值錦九圖3-4第3學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：本次課通過對例題的分析計算，講解軸力圖繪制的方法和注意事項。例題3-1在圖3-5道桿的C、D、B處受力月m即N,4=70里5=30曲試計算I72T3-3截面的躺九胸分析雖魅端存在固定端僦力但用各截面右側(cè)的外力計算軸九與左端約束力無關(guān)，就不一定要計算匕可以用一張紙遮郵面的另一蜥件，由需出T的外力計算軸九如圖3f所示，截而2-2的軸力等于馬、月兩力的代數(shù)機解8=小人+&=90N40rh30心50N限予-用+F產(chǎn)-70N+30N=?*)N%=+Fj=30N對于受豺外力作用的桿件，各段截面的軸力不M為了形象表示這類構(gòu)件各截面的內(nèi)九解行于軸觸觸於表示麗位骼縱坐標(biāo)％表示內(nèi)九在該坐標(biāo)系上配各裁面內(nèi)力嬲纜的變化情況，端物力隊財搦喊躥桿件的內(nèi)力圖叉照斕力船豳3■LaAAaaj--SLAAjiiAA--】中桿件的軸力圖斕3?6b航髭蹣繪制內(nèi)嫄的三項要求：1.內(nèi)力的大小：按比例繪機并在圖線外標(biāo)注其雕；2出力的方向：正值畫在彳岫的上方，負(fù)蒯在通的下九并在圖線內(nèi)標(biāo)注⑥&符號小3,外力作用點和內(nèi)力圖線的突變位置要上下對水內(nèi)力圖一定要畫在受力圖的正下方口

圖3-6作業(yè)布置：畫下列桿件的軸力圖瑞=30N廣廣50N^=20N教學(xué)反思：本節(jié)課的主要內(nèi)容是讓學(xué)生理解外力和內(nèi)力的區(qū)別及聯(lián)系，并講解工程