Рабочая программа дисциплины­­­­­­­­­­­­ «Основы технической механики» для специальности 050503 «Технология» Канск

Вид материалаРабочая программа

Содержание


Пояснительная записка
Содержание дидактических единиц в соответствии с Государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускн
Тематический план
Макси­мальная учебная нагрузка
Тема 1.2. Плоская система сходящихся сил
Тема 1.3. Пара сил и моменты сил
Тема 1.4. Плоская система произвольно расположенных сил
Тема 1.5. Центр тяжести
Тема 1.6. Геометрические характеристики плоских сечений
Тема 2.2. Растяжение и сжатие
Тема 2.3. Срез и смятие
Тема 2.4. Кручение
Тема 2.5. Изгиб
Тема 2.6. Гипотезы прочности
Тема 2.7. Устойчивость стержней
Тема 3.2. Движение точки и твердого тела
Тема 3.3. Основные понятия и аксиомы динамики.
Тема 3.4. Работа и мощность
Тема 3.5. Общие теоремы динамики
Самостоятельная работа и форма отчетности
...
Полное содержание
Подобный материал:

Агентство образования администрации Красноярского края

КГОУ СПО «Канский педагогический колледж»


Рабочая программа


дисциплины­­­­­­­­­­­­___ «Основы технической механики»__


для специальности ___050503______«Технология»__


Канск

2005



Согласована

Заместитель директора по учебной работе

____________________ Т.М. Еремова


Заместитель директора по науке и методической работе

_______________________С.В. Науменко


Автор-составитель: Журавлева Л.Р., преподаватель кафедры технологии;


Рецензенты: 1. Гурский В.В.,

преподаватель кафедры технологии.


2. Курзаков А.С., к.т.н.

доцент кафедры «Технологии машиностроения» Политехнического института Сибирского Федерального Университета



Утверждаю

Директор Канского

педагогического колледжа

___________________А.Л. Андреев

«______»__________________2005г.


Рассмотрена

на заседании кафедры технологии

«____» _________________ 2005 г.

Заведующий кафедрой:


_________________Курзакова О.П


Составлена в соответствии с Государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по специальности 050503 «Технология»


Содержание





Пояснительная записка

4




Содержание дидактических единиц

5




Тематический план

6




Содержание дисциплины

7




Самостоятельная работа и форма отчетности

17




Литература

18




Материалы итоговой отчетности по дисциплине

Вопросы к экзамену

Технологическая карта курса



19

20



Пояснительная записка


«Основы технической механики» - важнейшая общетехническая дисциплина, раскрывающая сущность многих технологических процессов, без которых невозможна качественная подготовка учителей технологии.

Данная программа составлена в соответствии с требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по специальности 050503 «Технология».

Дисциплина «Основы технической механики» состоит из трех модулей: статика, кинематика и динамика, сопротивление материалов. Исходя из того, что основные положения модуля «Сопротивление материалов» непосредственно базируются на содержании модуля «Статика» программой предусмотрено их последовательное изучение, в отличие от традиционного порядка изучения, что не противоречит логике и апробировано многими авторами учебников и составителей программ. Распределение часов по модулям определено сложностью усвоения и временем, отводимым на общие темы в курсе преподавания физики.

Дисциплина «Основы технической механики» ведется по модульно-рейтинговой системе, которая предполагает деление курса на модули (разделы), каждый из которых имеет свои задания и вес.

Все задания, как теоретические, практические и творческие заложены в таблице «Технологическая карта курса». В ней представлен весь объем и «весомость» каждого выполненного задания. В карте отмечены обязательные и творческие задания, каждое так же имеет свой вес – максимальный балл, который студент получает за выполнение данного задания. Полученные баллы заполняются в электронный журнал, где указывается процент выданного и выполненного задания, текущая оценка, зависящая от качества и количества выполненного задания.

При прохождении курса студент набирает по представленным основным модулям от 55 до 120 баллов. Студент может повысить свой рейтинг, выполнив задания из дополнительного модуля, который содержит творческие задания по каждому модулю (разделу технической механики).

Итоговая оценка выставляется с учетом результатов общего рейтинга (текущий рейтинг + портфолио творческих работ + баллы активности) и оценки, полученной на экзамене. Рейтинговая оценка (текущая и общая) и итоговая оценка выставляется автоматически в электронном журнале по мере его заполнения.

Форма итогового контроля – экзамен. Согласно положению по модульно-рейтинговой системе, студенты, набравшие соответствующее количество баллов по дисциплине, могут быть освобождены от экзамена, и получить оценку автоматически.

Содержание дидактических единиц в соответствии с Государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по специальности


Основные понятия и аксиомы статики; плоская система сходящихся сил; пара сил; плоская система произвольного расположения сил; центр тяжести; основные понятия кинематики; кинематика точки; сложное движение точки; простейшие виды движения твердого тела; основные понятия и аксиомы динамики; движение материальной точки; работа и мощность; общие теоремы динамики; основные положения сопротивления материалов; растяжение и стяжка; срез и смятие; кручение; геометрические характеристики плоских сечений; изгиб; гипотезы прочности; устойчивость стержней.


Тематический план


Наименование разделов и тем

Макси­мальная учебная нагрузка


Количество аудиторных часов

Самост., ра­бота

ст-та


лекции

пр.зан.

Введение

1

1








Модуль 1. Статика



26


13


8


5

1.1. Основные понятия, аксиомы статики. Реакции связей*

2

1




1

1.2. Плоская система сходящихся сил

4

2

2




1.3. Пара сил и моменты сил

6

4

2




1.4. Плоская система произвольно распо­ложенных сил в плоскости. Определение сил в стержнях*

9

4

2

3

1.5. Центр тяжести*

5

2

2

1


Модуль 2.Основы сопротивления материалов



25


14


6


5

2.1. Основные понятия

1

1







2.2. Растяжение и сжатие. Расчет на прочность

6

1

2

3

2.3. Срез и смятие

2

2







2.4. Кручение

4

2

2




2.5. Геометрические характеристики плоских сечений

2

2







2.6. Изгиб

6

4

2




2.7. Гипотезы прочности*

2







2

2.8. Устойчивость стержней

2

2








Модуль 3. Кинематика и динамика




10


4


2


2

3.1. Основные понятия кинематики*

2







2

3.2. Движение точки и твердого тела

2

2







3.3. Основные понятия и аксиомы динамики. Метод кинетостатики*

2







2

3.4. Работа и мощность

2




2




3.5. Общие теоремы динамики

2

2








Итого:



62


32


16


14


Содержание дисциплины


Введение


Содержание предмета «Основы технической механики». Роль предмета в подготовке учителя технологии. ОТМ - теоретическая база для изучения специальных предметов, связанных с различным оборудованием и технологическими процессами.


Модуль 1. Статика


Тема 1.1. Основные понятия. Аксиомы статики


Студент должен:

иметь представление:

-о задачах дисциплины в подготовке специалиста;

-о структуре дисциплины.

-о механическом движении: об относительности, равновесии;

-о твердом теле и материальной точке;

-о силе, равнодействующей и уравновешивающей силах, системах сил ;

-о свободном и связанном телах;

знать:

-аксиомы статики;

-виды связей и их реакции;

-принцип освобождения тела от связей;

уметь:

-определять направления реакций связей основных типов.


Материя и движение. Механическое движение. Равновесие. Материальная точка. Абсолютно твердое тело. Сила и ее характеристики. Система сил, эквивалентные системы. Равнодействующая сила. Аксиомы статики. Свободное и несвободное тело. Связи и их реакции.


Тема 1.2. Плоская система сходящихся сил


Студент должен:

иметь представление:

-о плоской системе сходящихся сил;

-о приведении сил к одной точке;

-о равнодействующей силе;

-о равновесии системы сил;

знать:

-графический, геометрический и аналитический способы определения равнодействующей силы;

-условия равновесия системы сил;

уметь:

-определять равнодействующую системы сил;

-решать задачи на равновесие системы сил в аналитической форме, рационально выбирая направление координатных осей.


Геометрический способ определения равнодействующей (расчетно-графическая работа). Условие равновесия. Проекции силы и векторной суммы на ось. Аналитический способ определения равнодействующей. Уравнения равновесия. Рациональный выбор координатных осей. Решение и проверка задач.

Тема 1.3. Пара сил и моменты сил


Студент должен:

иметь представление:

-о силах, создающих пару, и действии, оказываемом ими на тело;

-о моменте силы относительно точки и действии ее на тело;

знать:

-момент пары сил: обозначение, модуль, знак;

-свойства пар сил;

-момент силы относительно точки: модуль, знак, обозначение;

-частные случаи;

уметь:

-определять момент пары сил и результирующей пары системы пар сил;

-рассчитывать момент силы относительно точки.


Пара сил и ее характеристики. Эквивалентные пары. Сложение пар. Условие равновесия. Момент силы относительно точки и оси.


Тема 1.4. Плоская система произвольно расположенных сил

в плоскости


Студент должен:

иметь представление:

-о плоской системе сил: главном векторе, главном моменте, равнодействующей системы сил, действии на тело;

-о влиянии точки приведения на величину главного момента;

-о равновесии тела под действием плоской системы произвольно расположенных сил;

-о видах опор балочных систем, о реакциях в опорах;

-о видах нагрузок;

знать:

-о приведении силы к точке;

-приведение произвольной плоской системы сил к точке;

-теорему Вариньона о моменте равнодействующей;

-три формы уравнений равновесия и применение их при определении реакций в опорах;

уметь:

-заменять произвольную плоскую систему сил одной силой и одной парой;

-заменять произвольную плоскую систему сил равнодействующей;

-определять реакции в опорах балочных систем с проверкой правильности решения.


Параллельный перенос силы. Приведение плоской системы сил к данному центру; главный вектор и главный момент системы. Теорема Вариньона. Уравнение равновесия (три вида). Устройство балок, виды нагрузок и определение направления опорных реакций. Решение задач.


Тема 1.5. Центр тяжести


Студент должен:

иметь представление:

-о системе параллельных сил и ее действии на тело;

-о центре системы параллельных сил;

-о силе тяжести и центре тяжести;

-об устойчивости равновесия;

знать:

-методы определения центра тяжести тела;

-формулы для определения положения центра тяжести плоских фигур;

уметь:

-определять положение центра тяжести фигур, составленных из стандартных профилей.


Центр параллельных сил. Центр тяжести тела. Координаты центра тяжести плоских тел и сечений. Статический момент площади и его свойства. Положение центра тяжести простых геометрических фигур и прокатных профилей. Решение задач.


Тема 1.6. Геометрические характеристики плоских сечений


Студент должен:

иметь представление:

-о физическом смысле и порядке определения осевых и полярных моментов инерции;

-о главных центральных осях и о главных центральных моментах инерции;

знать:

-формулы моментов инерции простейших сечений;

-способы вычисления осевых моментов инерции при параллельном переносе осей;

уметь:

-определять моменты простых геометрических фигур.


Полярный и осевые моменты инерции сечения; зависимость между ними. Зависимость между моментами инерции относительно параллельных сил. Понятие о главных центральных осях. Моменты инерции простых геометрических фигур и прокатных профилей.


Модуль 2. Основы сопротивления материалов


Тема 2.1. Основные понятия


Студент должен:

иметь представление:

-о видах расчетов в сопротивлении материалов;

-о классификации нагрузок;

-о внутренних силовых факторах и возникающих при этом деформациях;

-о механических напряжениях;

знать:

-основные понятия, гипотезы и допущения сопротивления материалов;

-метод сечений;

-внутренние силовые факторы;

-составляющие вектора напряжений;

уметь:

-определять виды нагружения и внутренние силовые факторы в поперечных сечениях.


Основные задачи сопротивления материалов. Деформации упругие и пластические. Основные гипотезы и допущения. Классификация нагрузок и элементов конструкции. Силы внешние и внутренние. Метод сечений. Напряжение полное, нормальное, касательное.


Тема 2.2. Растяжение и сжатие


Студент должен:

иметь представление:

-о продольных силах;

-о нормальных напряжениях в поперечных сечениях;

-о продольных и поперечных деформациях и их связи;

-о жесткости сечения;

-о механических свойствах и механических характеристиках материалов;

-о предельных и допускаемых напряжениях, о коэффициенте запаса прочности;

-о влиянии собственного веса бруса;

-о статически неопределимых системах с элементами, работающими на растяжение или сжатие;

знать:

-правила построения эпюр продольных сил и нормальных напряжений;

-закон распределения нормальных напряжений в поперечном сечении бруса;

-закон Гука;

-зависимости и формулы для расчета напряжений и перемещений;

-диаграммы растяжения и сжатия пластичных и хрупких материалов;

-порядок расчетов на прочность при растяжении и сжатии;

уметь:

-строить эпюры продольных сил и нормальных напряжений;

-проводить расчеты на прочность и жесткость статически определимых брусьев при растяжении и сжатии.


Внутренние силовые факторы при растяжении и сжатии. Эпюры продольных сил. Нормальное напряжение. Эпюры нормальных напряжений. Продольные и поперечные деформации. Закон Гука. Коэффициент Пуассона. Определение осевых перемещений поперечных сечений бруса.


Тема 2.3. Срез и смятие


Студент должен:

иметь представление:

-об основных предпосылках и условностях расчетов;

-о деталях, работающих на срез и смятие;

знать:

-внутренние силовые факторы, напряжения и деформации при сдвиге и смятии;

-расчетные формулы;

уметь:

-проводить проектные и проверочные расчеты деталей, работающих на срез и смятие.


Срез, основные расчетные предпосылки, расчетные формулы, условие прочности.

Смятие, условности расчета, расчетные формулы, условие прочности. Допускаемые напряжения. Примеры расчетов.


Тема 2.4. Кручение


Студент должен:

иметь представление:

-о кручении круглого цилиндра;

-о напряженном состоянии в точке;

-о жесткости сечения, о моменте сопротивления при кручении;

-о рациональных формах поперечного сечения и рациональном расположении колес на валу;

знать:

-внутренние силовые факторы при кручении;

-распределение напряжений по сечению;

-формулу для расчета напряжения в точке поперечного сечения;

-деформации при кручении;

-закон Гука при сдвиге;

-условия прочности и жесткости при кручении;

уметь:

-строить эпюры крутящих моментов;


Чистый сдвиг. Закон Гука при сдвиге. Модуль сдвига. Внутренние силовые факторы при кручении. Эпюры крутящих моментов. Кручение бруса круглого поперечного сечения. Основные гипотезы. Напряжения в поперечном сечении. Угол закручивания. Расчеты на прочность и жесткость при кручении. Рациональное расположение колес на валу.


Тема 2.5. Изгиб


Студент должен:

иметь представление:

-о деформациях при изгибе;

-о рациональных формах поперечного сечения балок из пластичных и хрупких материалов;

знать:

-о виды изгиба и внутренние силовые факторы;

-порядок построения и контроля эпюр поперечных сил и изгибающих моментов;

-распределение нормальных напряжений по сечению при чистом изгибе и расчетные формулы;

-условия прочности и жесткости;

уметь:

-строить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов.


Основные понятия и определения. Классификация видов изгиба. Внутренние силовые факторы при прямом изгибе. Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов. Нормальные напряжения при изгибе. Условия прочности.


Тема 2.6. Гипотезы прочности


Студент должен:

иметь представление:

-о модели точки упругого тела, его девяти компонентах;

знать:

-об условии определения напряженного состояния в точке;

-классификацию видов напряженного состояния;

-формулу определения коэффициента запаса прочности; -гипотезы прочности и их назначение.

Понятие о напряженном состоянии в точке упругого тела. Гипотезы прочности и их назначение.


Тема 2.7. Устойчивость стержней


Студент должен:

иметь представление:

-об устойчивых и неустойчивых формах равновесия, критической силе и коэффициенте запаса устойчивости;

-о критическом напряжении, гибкости стержня, о предельной гибкости;

знать:

-условие устойчивости сжатых стержней;

-формулу Эйлера и эмпирические формулы для расчета критической силы и критических напряжений;


Устойчивость упругого равновесия. Критическая сила. Формула Эйлера. Критическое напряжение. Пределы применимости формулы Эйлера.


Модуль 3. Кинематика и динамика

Тема 3.1. Основные понятия кинематики


Студент должен:

иметь представление:

-о пространстве, времени, траектории, пути, скорости, ускорении;

знать:

-способы задания движения точки: естественный и координатный;

-обозначения, размерности, взаимосвязь кинематических параметров движения;

уметь:

-определять траекторию движения точки;

-переходить от координатного к естественному способу задания точки.

Основные понятия: пространство, время, траектория, путь, скорость, ускорение.


Тема 3.2. Движение точки и твердого тела


Студент должен:

иметь представление:

-о скоростях средней и истинной;

-об ускорении при прямолинейном и криволинейном движениях;

-о различных видах движения точки;

-о поступательном движении, его особенностях и параметрах;

-о вращательном движении тела и его параметрах;

-о передаче вращательного движения;

знать:

-определение величины и направления скорости и ускорения точки;

-частные случаи движения точки и их уравнения;

-кинематические графики;

-формулы для определения параметров поступательного и вращательного движений тела;

-различные виды вращательного движения твердого тела, их уравнения;

уметь:

-определять кинематические параметры движения точки;

-строить кинематические графики и использовать их при решении задач.

-определять кинематические параметры тела при поступательном и вращательном движении;

-определять параметры движения любой точки тела.


Уравнение движения точки по заданной траектории. Скорость и ускорение при прямолинейном и криволинейном движении точки. Составляющие ускорения по касательной и нормали к траектории.

Поступательное движение твердого тела. Вращательное движение тела вокруг неподвижной оси. Угол поворота, угловая скорость, угловое ускорение. Единицы измерения этих величин. Частота вращения, переход от единиц угловой скорости к единицам частоты вращения и обратно.


Тема 3.3. Основные понятия и аксиомы динамики.

Движение материальной точки. Метод кинетостатики


Студент должен:

иметь представление:

-о массе тела, ускорении свободного падения;

-о связи между силовыми и кинематическими параметрами движения;

-о двух основных задачах динамики;

-о свободной и несвободной материальных точках;

-о силах инерции;

-об использовании силы инерции для решения технических задач;

знать:

-аксиомы динамики;

-математическое выражение основного закона динамики

-формулы для расчета силы инерции при поступательном и вращательном движениях;

-принцип Даламбера;

уметь:

-определять параметры движения материальной точки с использованием законов динамики и методов кинематики.


Закон инерции. Основной закон динамики. Масса материальной точки. Закон независимости действия сил. Закон действия и противодействия.


Тема 3.4. Работа и мощность


Студент должен:

иметь представление:

-о работе силы при прямолинейном и криволинейном перемещениях;

-о мощности полезной и затраченной, о коэффициенте полезного действия;

знать:

-формулы для расчета работы и мощности при поступательном и вращательном движении, КПД;

уметь:

-рассчитывать работу и мощность с учетом потерь на трение и сил инерции.


Работа постоянной силы на прямолинейном и криволинейном перемещении. Работа равнодействующей силы. Работа переменной силы на криволинейном пути. Мощность. Работа и мощность при вращательном движении. КПД.


Тема 3.5. Общие теоремы динамики


Студент должен:

иметь представление:

-о понятиях «импульс силы», «количество движения», «кинетическая энергия»;

-о системе материальных точек, внутренних и внешних силах системы;

-о моменте инерции тела;

знать:

-основные теоремы динамики;

-основные уравнения поступательного и вращательного движений твердого тела;

-формулы для расчета моментов инерции некоторых однородных твердых тел»

уметь:

-определять параметры движения точки с помощью общих теорем динамики.


Теорема об изменении количества движения. Теорема об изменении кинетической энергии. Основы динамики системы материальных точек. Уравнения поступательного и вращательного движений твердого тела.


Самостоятельная работа и форма отчетности



Тема

Кол-во

часов

Вид самостоятельной работы

Форма

отчета


Модуль 1. Статика

1.1.Реакции связей

1

Конспектирование и составление опорной схемы


Схема


1.4. Определение сил в стержнях

3


Оформление двух способов решений задачи на формате А4

Конспект


1.5. Центр тяжести

1

Конспектирование параграфа учебника

Защита работы


Модуль 2. Сопротивление материалов


2.7. Гипотезы прочности

2

Конспектирование параграфа учебника

Конспект


2.2. Расчет на прочность при растяжении-сжатии

3

Оформление решения задачи на формате А4

Защита работы


Модуль 3. Кинематика и динамика


3.1.Понятия кинематики

2

Конспектирование параграфа учебника

Опорный конспект

3.3. Метод кинетостатики

2

Конспектирование параграфа учебника

Опорный конспект

Итого

14









Литература

        1. Аркуша А.И. Техническая механика: Теоретическая механика и сопротивление материалов: Учеб. для средних проф. учеб. заведений. -3-е изд., испр. - М: Высш.шк., 2000 - 352 с.



        1. Мовнин М.С., Израелит А.Б., Рубашкин А.Г. Основы технической механики. Л.: Машиностроение, 1982. - 288 с.



        1. Никитин Г.М. теоретическая механика для техникумов. - М.: Наука, 1988. – 456 с.



        1. Основы технической механики: Методические указания и контрольные задания для учащихся средних специальных учебных заведений немашиностроительных специальностей. - 4-е изд., перераб./ А.Е. Левенсон. -М.: Высш. шк., 1989.- 111с.



        1. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики. – М.: Высшая школа, 1988. – 480 с.



        1. Сборник коротких задач по теоретической механике: Учебное пособие для втузов / О.Э. Кепе, Я.А. Виба, О.П. Грапис и др.; Под ред. О.Э. Кепе. - М.: Высш. шк., 1989. - 368 с.



        1. Эрдеди А.А. и др. Техническая механика: Теоретическая механика. Сопротивление материалов: Учеб. для машиностр. Спец. Техникумов / А.А. Эрдеди, Ю.А. Медведев, Н.А. Эрдеди. - 3-е изд., перераб. И доп. - М.: Высш. шк., 1991. - 304 с.



        1. Федосеев В.И. Избранные задачи и вопросы по сопротивлению материалов. – М.: Наука, 1996. – 398 с.



Материалы итоговой отчетности по дисциплине


Вопросы для экзамена

  1. Механика: история развития, составные части, основные понятия.
  2. Основные понятия статики. Аксиомы статики.
  3. Системы сил и их условия равновесия.
  4. Плоская система сходящихся сил. Геометрическое и аналитическое условия равновесия.
  5. Метод проекций. Алгоритм решения задач с помощью метода проекций (для ПССС)
  6. Плоская система параллельных сил. Условие равновесия.
  7. Пара сил как частный случай плоской системы параллельных сил.
  8. Момент силы относительно точки и оси.
  9. Приведение силы к данной точке.
  10. Приведение плоской системы сил к данной точке.
  11. Теорема о моменте равнодействующей (теорема Вариньона)
  12. Уравнения равновесия плоской системы произвольно расположенных сил.
  13. Опорные устройства балочных систем.
  14. Алгоритм решения задач для плоской системы произвольно расположенных сил.
  15. Центр параллельных сил и его координаты.
  16. Методы нахождения центра тяжести.
  17. Задачи сопротивления материалов.
  18. Основные допущения сопротивления материалов.
  19. Метод сечений. Виды нагружений.
  20. Напряжения: расчетные, предельные и допускаемые. Коэффициент запаса прочности.
  21. статические испытания материалов. Основные механические характеристики.
  22. Алгоритм расчетов на прочность при растяжении и сжатии.
  23. Построение эпюры продольных сил.
  24. Срез и смятие. Основные предпосылки и формулы.
  25. Алгоритм расчетов на прочность при кручении.
  26. Построение эпюр крутящего момента.
  27. Изгиб, его классификация.
  28. Алгоритм расчетов на прочность при изгибе.
  29. Построение эпюр изгибающего момента.
  30. Построение эпюр поперечных сил.
  31. Гипотезы прочности и их назначение.
  32. Устойчивость стержней.
  33. Кинематика и ее основные понятия.
  34. Способы задания движения точки.
  35. Виды движения точки в зависимости от ускорения.
  36. Виды движения твердого тела. Поступательное движение.
  37. Вращательное движение тела.
  38. Скорости и ускорения точек вращающегося тела.
  39. Преобразование вращательных движений.
  40. Аксиомы, законы, задачи и основное уравнение динамики.
  41. Метод кинетостатики.
  42. Работа и мощность.