工程力學(xué)形成性考核冊(cè)?一、課程概述工程力學(xué)是一門(mén)研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)及材料力學(xué)性能的學(xué)科，它在工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本課程旨在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用力學(xué)基本理論和方法解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。

通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握靜力學(xué)、材料力學(xué)的基本概念、基本原理和基本方法，能夠?qū)?jiǎn)單的工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析、強(qiáng)度計(jì)算、剛度計(jì)算和穩(wěn)定性計(jì)算等。

二、考核方式及要求本課程的考核方式包括形成性考核和終結(jié)性考核。形成性考核占總成績(jī)的40%，終結(jié)性考核占總成績(jī)的60%。

形成性考核主要包括平時(shí)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課堂表現(xiàn)等。平時(shí)作業(yè)要求學(xué)生按時(shí)完成，書(shū)寫(xiě)規(guī)范，解答準(zhǔn)確；實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求學(xué)生認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，撰寫(xiě)規(guī)范；課堂表現(xiàn)要求學(xué)生積極參與課堂討論，認(rèn)真聽(tīng)講，遵守課堂紀(jì)律。

終結(jié)性考核采用閉卷考試的形式，考試時(shí)間為[X]分鐘?？荚噧?nèi)容涵蓋靜力學(xué)、材料力學(xué)的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，包括基本概念、基本原理、計(jì)算方法等。

三、各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)及作業(yè)解答

靜力學(xué)部分

第一章靜力學(xué)公理和物體的受力分析1.知識(shí)點(diǎn)靜力學(xué)公理：二力平衡公理、加減平衡力系公理、力的平行四邊形法則、作用與反作用定律。約束和約束力：常見(jiàn)的約束類(lèi)型，如柔索約束、光滑接觸面約束、鉸鏈約束等，以及它們的約束力特點(diǎn)。物體的受力分析：受力分析的步驟和方法，畫(huà)出物體的受力圖。2.作業(yè)解答題目：畫(huà)出圖示結(jié)構(gòu)中AB桿的受力圖。解答：首先明確AB桿受到的主動(dòng)力，然后分析其受到的約束。AB桿在A端為鉸鏈約束，有水平和垂直方向的約束力；在B端為柔索約束，受到沿繩索方向的拉力。受力圖如下：

第二章平面匯交力系1.知識(shí)點(diǎn)平面匯交力系的合成方法：幾何法和解析法。平面匯交力系的平衡條件：合力為零，即力系的各力在兩個(gè)坐標(biāo)軸上的投影的代數(shù)和分別為零。2.作業(yè)解答題目：已知平面匯交力系中各力的大小和方向，如圖所示，試用解析法求該力系的合力。解答：首先建立直角坐標(biāo)系，然后分別計(jì)算各力在x軸和y軸上的投影。根據(jù)平面匯交力系合成的解析法公式，計(jì)算合力在x軸和y軸上的投影，進(jìn)而求出合力的大小和方向。

第三章力矩與平面力偶系1.知識(shí)點(diǎn)力矩的概念：力對(duì)一點(diǎn)的矩等于力的大小與力臂的乘積，力矩是矢量。合力矩定理：平面匯交力系的合力對(duì)平面內(nèi)任一點(diǎn)的矩等于力系中各力對(duì)同一點(diǎn)的矩的代數(shù)和。力偶和力偶矩：力偶是由兩個(gè)大小相等、方向相反且不共線的平行力組成的力系，力偶矩是力偶對(duì)物體轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)的度量。平面力偶系的合成與平衡條件：平面力偶系可合成為一個(gè)合力偶，合力偶矩等于各分力偶矩的代數(shù)和；平面力偶系平衡的充要條件是合力偶矩為零。2.作業(yè)解答題目：如圖所示，已知力F=100N，試求力F對(duì)O點(diǎn)的力矩。解答：首先確定力臂，然后根據(jù)力矩的計(jì)算公式計(jì)算力F對(duì)O點(diǎn)的力矩。

材料力學(xué)部分

第四章軸向拉伸和壓縮1.知識(shí)點(diǎn)軸向拉伸和壓縮的概念：桿件受到沿軸線方向的拉力或壓力作用。內(nèi)力：軸力的計(jì)算方法，截面法。應(yīng)力：正應(yīng)力和切應(yīng)力的計(jì)算公式，胡克定律。強(qiáng)度計(jì)算：許用應(yīng)力的概念，強(qiáng)度條件的應(yīng)用。2.作業(yè)解答題目：如圖所示的等直桿，已知桿的橫截面面積A=200mm2，材料的許用應(yīng)力[σ]=160MPa，試求桿的許可載荷[F]。解答：首先用截面法計(jì)算軸力，然后根據(jù)正應(yīng)力計(jì)算公式求出最大正應(yīng)力，再根據(jù)強(qiáng)度條件計(jì)算許可載荷。

第五章剪切和擠壓1.知識(shí)點(diǎn)剪切的概念：桿件受到一對(duì)相距很近、大小相等、方向相反且垂直于桿件軸線的外力作用。剪切力和剪切應(yīng)力的計(jì)算：剪切力的計(jì)算方法，剪切應(yīng)力的計(jì)算公式。擠壓的概念：連接件與被連接件之間相互壓緊的現(xiàn)象。擠壓應(yīng)力的計(jì)算：擠壓應(yīng)力的計(jì)算公式。剪切和擠壓的強(qiáng)度計(jì)算：許用剪切應(yīng)力和許用擠壓應(yīng)力的概念，強(qiáng)度條件的應(yīng)用。2.作業(yè)解答題目：如圖所示的螺栓連接件，已知螺栓的直徑d=18mm，許用剪切應(yīng)力[τ]=80MPa，許用擠壓應(yīng)力[σbs]=160MPa，試求該連接件的許可載荷[F]。解答：分別計(jì)算螺栓的剪切強(qiáng)度和擠壓強(qiáng)度，根據(jù)強(qiáng)度條件確定許可載荷。

第六章扭轉(zhuǎn)1.知識(shí)點(diǎn)扭轉(zhuǎn)的概念：桿件受到垂直于軸線的力偶作用，使桿件的任意兩橫截面發(fā)生繞軸線的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。扭矩：扭矩的計(jì)算方法，扭矩圖的繪制。切應(yīng)力：圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上切應(yīng)力的分布規(guī)律，切應(yīng)力計(jì)算公式。強(qiáng)度計(jì)算：許用切應(yīng)力的概念，強(qiáng)度條件的應(yīng)用。剛度計(jì)算：扭轉(zhuǎn)角的計(jì)算公式，剛度條件的應(yīng)用。2.作業(yè)解答題目：如圖所示的傳動(dòng)軸，轉(zhuǎn)速n=300r/min，主動(dòng)輪A輸入功率PA=50kW，從動(dòng)輪B、C、D輸出功率分別為PB=10kW，PC=15kW，PD=25kW，試求：各輪的扭矩；畫(huà)出扭矩圖；若軸的材料為45鋼，許用切應(yīng)力[τ]=40MPa，試按強(qiáng)度條件確定軸的直徑。解答：首先計(jì)算各輪的扭矩，然后繪制扭矩圖。根據(jù)強(qiáng)度條件，由最大扭矩計(jì)算軸的直徑。

第七章彎曲內(nèi)力1.知識(shí)點(diǎn)平面彎曲的概念：梁的軸線在縱向?qū)ΨQ(chēng)平面內(nèi)彎曲成一條平面曲線。剪力和彎矩：剪力和彎矩的計(jì)算方法，剪力方程和彎矩方程的建立，剪力圖和彎矩圖的繪制。2.作業(yè)解答題目：如圖所示的簡(jiǎn)支梁，受均布載荷q和集中力F作用，試求：剪力方程和彎矩方程；畫(huà)出剪力圖和彎矩圖。解答：根據(jù)梁的受力情況，用截面法分別計(jì)算不同截面處的剪力和彎矩，建立剪力方程和彎矩方程，然后繪制剪力圖和彎矩圖。

第八章彎曲應(yīng)力1.知識(shí)點(diǎn)純彎曲和橫力彎曲：梁的彎曲形式。純彎曲梁橫截面上的正應(yīng)力：正應(yīng)力的分布規(guī)律和計(jì)算公式。橫力彎曲梁橫截面上的正應(yīng)力和切應(yīng)力：正應(yīng)力的計(jì)算公式，切應(yīng)力的分布規(guī)律和計(jì)算公式。梁的正應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算和切應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算：許用正應(yīng)力和許用切應(yīng)力的概念，強(qiáng)度條件的應(yīng)用。2.作業(yè)解答題目：如圖所示的矩形截面梁，已知梁的跨度l=4m，受均布載荷q=10kN/m作用，梁的截面尺寸b=120mm，h=180mm，試求梁的最大正應(yīng)力和最大切應(yīng)力。解答：首先計(jì)算梁的最大彎矩和最大剪力，然后根據(jù)正應(yīng)力和切應(yīng)力的計(jì)算公式分別計(jì)算最大正應(yīng)力和最大切應(yīng)力。

第九章梁的變形1.知識(shí)點(diǎn)梁的變形基本概念：撓度和轉(zhuǎn)角。梁的變形計(jì)算方法：積分法和疊加法。梁的剛度計(jì)算：剛度條件的應(yīng)用。2.作業(yè)解答題目：如圖所示的簡(jiǎn)支梁，受集中力F作用，已知梁的跨度l=3m，F(xiàn)=20kN，梁的抗彎剛度EI=5×103kN·m2，試求梁跨中截面的撓度和轉(zhuǎn)角。解答：用積分法或疊加法計(jì)算梁跨中截面的撓度和轉(zhuǎn)角。

四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告示例

拉伸試驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定低碳鋼和鑄鐵的拉伸力學(xué)性能，繪制拉伸圖，測(cè)定材料的強(qiáng)度指標(biāo)和塑性指標(biāo)。2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備及試件萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)、游標(biāo)卡尺、低碳鋼和鑄鐵拉伸試件。3.實(shí)驗(yàn)步驟測(cè)量試件的尺寸。將試件安裝在萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上。緩慢加載，記錄載荷和伸長(zhǎng)量。直至試件拉斷，記錄最大載荷。4.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理記錄試件的原始尺寸、最大載荷等數(shù)據(jù)。計(jì)算低碳鋼和鑄鐵的強(qiáng)度指標(biāo)和塑性指標(biāo)。5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析分析低碳鋼和鑄鐵拉伸過(guò)程中的力學(xué)性能差異，討論強(qiáng)度指標(biāo)和塑性指標(biāo)的意義。

五、課堂表現(xiàn)總結(jié)在課堂學(xué)習(xí)過(guò)程中，大部分同學(xué)表現(xiàn)積極，能夠認(rèn)真聽(tīng)講，積極參與課堂討論。對(duì)于一些較難的知識(shí)點(diǎn)，同學(xué)們也能主動(dòng)提問(wèn)，與老師和同學(xué)進(jìn)行交流。

部分同學(xué)在課堂上能夠迅速掌握新知識(shí)，并能靈活運(yùn)用到作業(yè)和練習(xí)中。然而，仍有少數(shù)同學(xué)存在注意力不集中的情況，需要進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

希望同學(xué)們?cè)诮窈蟮恼n堂學(xué)習(xí)中，繼續(xù)保持良好的學(xué)習(xí)態(tài)度，積極參與課堂互動(dòng)，不斷提高自己的學(xué)習(xí)效果。

六、總結(jié)通過(guò)本次工程力學(xué)形成性考核冊(cè)的學(xué)習(xí)和作業(yè)解答，同學(xué)們對(duì)工程力學(xué)的基本概念、基本原理和基本方法有了更深入的理解和掌握。在完成作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過(guò)程中，同學(xué)們鍛煉了自