西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師課時授課計劃課程名稱《工程力學(xué)-土木》授課學(xué)時2學(xué)時授課班級鐵道工程技術(shù)（高職一年級）班級人數(shù)XX授課地點XX授課形式線上線下混合教學(xué)教學(xué)課題5.7直梁彎曲在工程中的應(yīng)用教材資源選用教材：“十二五”國家規(guī)劃教材《土木工程力學(xué)（第三版）》高等教育出版社，王秀麗主編，2024年出版。參考教材：《工程力學(xué)》王建中主編人民交通出版社，2011年出版。教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)掌握沖擊荷載的概念；掌握動荷載的概念；掌握動荷載對直梁彎曲的影響。能力目標(biāo)能夠用實驗?zāi)Ｐ捅葦M梁的受力和變形；能勾畫梁的剪力圖、彎矩圖、撓曲線。素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的動手實操能力；培養(yǎng)學(xué)生的分析問題能力。教學(xué)重點重點內(nèi)容動荷載對直梁彎曲的影響突破措施動手實操通過讓學(xué)生動手實操，引發(fā)學(xué)生興趣，讓學(xué)生掌握動荷載對直梁彎曲的影響。教學(xué)難點難點內(nèi)容聯(lián)系工程實際理解直梁彎曲突破措施講練結(jié)合小組合作通過講練結(jié)合法加深學(xué)生熟練度；通過小組合作法互幫互助。教學(xué)策略教法學(xué)法實際操作法、講授法、問題導(dǎo)向法、自主探究法、小組合作法等。教學(xué)資源（自建）在線開放課、知到APP、智慧職教云、力學(xué)小實驗、演示動畫、微課、PPT、文本、圖片等。教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容課程思政融入點課前自學(xué)教師推送在線開放課中《動荷載對直梁彎曲的影響》的視頻講解，幫助學(xué)生預(yù)習(xí)知識。教師在平臺推送《武漢長江大橋的興建-天塹變通途》視頻，讓學(xué)生觀看并發(fā)表感想。通過觀看視頻《武漢長江大橋的興建-天塹變通途》，讓學(xué)生思考能否用力學(xué)知識對武漢長江大橋進(jìn)行定性分析，了解武漢長江大橋在建設(shè)中遇到的困難和解決途徑，激發(fā)學(xué)生對力學(xué)知識的好奇，培養(yǎng)學(xué)生的愛國情感。逐步養(yǎng)成學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，提高學(xué)生主觀學(xué)習(xí)的能動性。教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容課程思政融入點課前任務(wù)回顧點評課前作業(yè)，選取有關(guān)《武漢長江大橋的興建-天塹變通途》的優(yōu)秀感想進(jìn)行展示，引起學(xué)生共鳴。樹立學(xué)生的民族自信心和民族自豪感，培養(yǎng)甘于奉獻(xiàn)、勇于創(chuàng)新、敢于突破的精神。1.試一試抬頭看教室里的一根樓蓋梁，它可能是磚混結(jié)構(gòu)中的外伸梁。如果不是，去尋找這樣的外伸梁。你能用學(xué)過的力學(xué)知識對它進(jìn)行定性分析嗎？（1）畫梁的計算簡圖觀察梁承受樓蓋哪一區(qū)域的荷載？集中荷載用FP標(biāo)大小，均布荷載用q標(biāo)大小。（2）用實驗?zāi)Ｐ捅葦M梁的受力與變形。（3）勾畫梁的剪力圖和彎矩圖。（4）勾畫梁的撓曲線。（5）判斷梁的危險截面。①假設(shè)為塑性材料、矩形截面；②假設(shè)為脆性材料、T形截面。（6）勾畫危險截面的彎曲正應(yīng)力分布圖。（7）估計最大撓度所在截面的位置。2.試一試（1）參考下圖，自選材料制作廠房排架柱的實驗?zāi)Ｐ?，?zhǔn)備分別用直吊、斜吊的方法做起吊柱的實驗。（2）參照下圖所示的兩種方法綁扎，緩慢起吊到位。敘述施工過程中直吊、斜吊的特點。（3）確定柱在起吊的過程中關(guān)于彎曲強(qiáng)度的最不利狀態(tài)，畫此時柱的受力圖，勾畫彎矩圖，勾畫撓曲線。（4）分析最不利狀態(tài)下柱可能的危險截面，勾畫這些截面的彎曲正應(yīng)力分布。（5）分析為什么斜吊與直吊相比可能彎曲強(qiáng)度不夠。通過“案例分析”這一部分，引導(dǎo)學(xué)生在遵循基本規(guī)律的基礎(chǔ)上去解決實際問題，將科學(xué)規(guī)律自覺地運用于實踐生產(chǎn)。動荷載對直梁彎曲的影響1.沖擊荷載小實驗將鋸條的兩端分別擱置在兩本書上，比擬簡直橋梁。用左手食指壓在鋸條的一端，不讓鋸條縱向移動。右手握住筆桿從鋸條的左端滑到右端，比擬車輪從橋上經(jīng)過。觀察梁的變形。將牙簽剪成4根10mm長的小段，間斷地橫在鋸條上，用透明膠固定，比擬橋面不平整。重復(fù)上述實驗，觀察橋梁的變形和振動。從豎向探討車輪的運動狀態(tài)。橋面絕對水平時，車輪在豎向處于平衡狀態(tài)，橋面只承受車輪傳來的壓重。如果橋面不平，車輪的位置突然向上抬升，橋面除了給車輪用以平衡重力的豎向約束力外，還要增添改變車體運動狀態(tài)的力。在很短的時間內(nèi)完成運動狀態(tài)的改變，需要的力很大。由作用反作用關(guān)系，橋面承受的壓力也突然增大，橋梁收到?jīng)_擊。因此，梁的變形、位移也就突然增大。沖擊會造成橋梁振動。伴隨運動狀態(tài)改變而改變的荷載為動荷載。在很短時間內(nèi)完成這種改變的動荷載稱為沖擊荷載。2.制動力小實驗如圖所示，鋸條放在桌面上，筆桿穿過透明膠膠圈中。手握筆桿導(dǎo)向，使膠圈在鋸條上滾動。突然下壓筆桿，膠圈不再滾動。由于手、筆、圈向前運動的慣性，膠圈與鋸條間的摩擦力會帶動鋸條向前滑動。用手指壓住鋸條，不讓鋸條滑動。再做實驗，膠圈就可以制動了。汽車、火車在橋上剎車時，依靠橋面或軌面對車輪的滑動摩擦力使汽車、火車的速度降下來。摩擦力在這里稱為制動力。它的作用力作用于橋面或軌面，傳到梁上，由梁的固定鉸支座的縱向約束力來平衡；制動力通過支座傳到橋墩上，使墩身彎曲。在廠房中，行車剎車形成的制動力也會使支撐吊車梁的立柱彎曲。3.交變應(yīng)力小實驗用筆在一段鐵絲的中部點一小點。在通過A點的縱向?qū)ΨQ平面內(nèi)用雙手反復(fù)對鐵絲施加反向力偶。當(dāng)鐵絲上凸彎曲時，A點處的彎曲正應(yīng)力為拉應(yīng)力；鐵絲平直時，A點處的彎曲正應(yīng)力為零；鐵絲下凸彎曲時，A點處的彎曲正應(yīng)力為壓應(yīng)力。A點處的應(yīng)力作周期性變化，這類隨時間作周期性變化的應(yīng)力稱為交變應(yīng)力。在有機(jī)玻璃上用鉤刀拉一深痕，手掰有機(jī)玻璃，它就會沿著深痕斷裂。這里應(yīng)用了應(yīng)力集中的力學(xué)原理，即桿件截面驟然變化會引起局部應(yīng)力的驟然增加。有機(jī)玻璃首先在最大正應(yīng)力處開裂，迅速擴(kuò)展下去，在瞬間斷裂。繼續(xù)做反復(fù)彎曲鐵絲的實驗。反復(fù)彎曲多次之后，鐵絲就會斷裂。這個實驗用較短的時間反映金屬疲勞破壞的過程，即構(gòu)件在交變應(yīng)力下破壞的過程。當(dāng)應(yīng)力的大小達(dá)到一定數(shù)值，并經(jīng)過多次交替變化之后，構(gòu)件在最大應(yīng)力處，或者在材料有缺陷處，會出現(xiàn)微小的裂紋。通過讓學(xué)生動手做小實驗，使得學(xué)生在明白動荷載對直梁彎曲的影響同時，增強(qiáng)動手實操能力。2003年4月13日京廣線一處鐵軌斷裂，就是典型的疲勞破壞，期間工作人員在巡檢中，嚴(yán)格履行職責(zé)，堅守使命擔(dān)當(dāng)，及時發(fā)現(xiàn)及時報告險情，避免了列車脫軌或傾覆。我們不僅要認(rèn)真掌握專業(yè)知識，也希望大家能在工作中認(rèn)真負(fù)責(zé)，堅守崗位！引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課內(nèi)容，加深學(xué)生對本次課重點內(nèi)容的理解與掌握。案例分析2.動荷載對直梁彎曲的影響（1）沖擊荷載；（2）制動力；（3