清華大學結構力學位移法教學課件

清華大學結構力學位移法51、山氣日夕佳，飛鳥相與還。52、木欣欣以向榮，泉涓涓而始流。53、富貴非吾愿，帝鄉(xiāng)不可期。54、雄發(fā)指危冠，猛氣沖長纓。55、土地平曠，屋舍儼然，有良田美池桑竹之屬，阡陌交通，雞犬相聞。清華大學結構力學位移法清華大學結構力學位移法51、山氣日夕佳，飛鳥相與還。52、木欣欣以向榮，泉涓涓而始流。53、富貴非吾愿，帝鄉(xiāng)不可期。54、雄發(fā)指危冠，猛氣沖長纓。55、土地平曠，屋舍儼然，有良田美池桑竹之屬，阡陌交通，雞犬相聞。第八章位移法§8-1位移法的基本概念§8-2等截面直桿的剛度方程§8-3無側移剛架和有側移剛架的計算§8-4位移法的基本體糸§8-5對稱結構的計算§8-1位移法的基本概念、關于位移法的簡例只要求出結點B位移,各桿伸長變形即可求出。然后進一步可以求出桿件內(nèi)力EA第一步,分析單桿FNl1(剛度方程)物理學科作為一門基礎自然科學，在推動社會進步、科技發(fā)展等方面，有著不可磨滅的作用。初、高中階段的物理教學屬于最基礎最根本的教學。有些學生在初中物理學習過程中可謂順風順水、輕而易舉，而到了高中物理學習階段，可謂舉步維艱、困難重重，久而久之信心和意志開始動搖，失去了對物理的學習興趣，覺得自己不適合讀理科，于是放棄物理去讀文科。多年來，高中物理難學幾乎是教師和學生的共識，究其原因，無非是“臺階”沒跨過去。如何跨過這個“高臺階”？帶著這個問題，結合多年的教學實踐和經(jīng)驗，我就如何做好初、高中物理教學銜接，如何幫初、高中物理知識梯度變化分析及教學方法探討？?U福建省福州銅盤中學周明助學生盡快適應高中物理教學特點和學習特點，進行一些粗淺的分析和建議。一、初、高中物理知識梯度變化分析1.知識從簡單到復雜。運動學方面的變化由初中一維的勻速直線運動到高中二維的變速曲線運動，再到圓周運動和簡諧運動；光學方面的變化由初中的反射定律和折射定律到高中的干涉、衍射、全反射；電學方面的變化由初中的歐姆定律到高中的閉合電路歐姆定律……知識的梯度和難度在不斷加大。2.認識從具體到抽象。初中物理研究的問題很具體，例如聲音的產(chǎn)生、平面鏡成像規(guī)律、水的三態(tài)變化，很多知識是日常可以接觸到、感知到的。而高中物理會引入很多抽象的概念，例如質(zhì)點、點電荷等理想化模型，用磁感線和電場線來描述磁場和電場的大小、強弱等。3.物理量從標量到矢量。初中所學物理量基本都是標量，如平均速度、長度、質(zhì)量、時間、密度、壓強等。而高中所學的速度、位移、加速度、力、電場、磁場等都是矢量，學生不僅要懂得每個物理量大小的計算，還要會確定其方向。4.認識從現(xiàn)象到本質(zhì)。初中的物理知識多是以有趣和有用為出發(fā)點，主要是對一些表面現(xiàn)象的觀察分析，如聲現(xiàn)象、光現(xiàn)象、物態(tài)變化等；而到了高中則要深入到本質(zhì)和規(guī)律層次，如力的概念、簡諧運動、磁通量、光波、分子運動論等。5.計算從定性分析到定量分析。初中物理的很多知識只要求定性的理解和簡單的計算，比如動能和勢能分別與哪些因素有關。而到了高中，學生必須知道動能和勢能的具體表達式，還要會計算動能和勢能的大小變化量。再如，初中物理只要求學生掌握光的折射定律，會解釋一些日常的光學現(xiàn)象，而高中物理還要求學生掌握折射率、入射角、折射角、臨界角的計算等。6.結構從零散到系統(tǒng)。初中物理的知識點相對零散、獨立，相互聯(lián)系不多，例如聲學、熱學、光學、電學、力與運動幾乎毫無關聯(lián)；而高中物理中的電場、磁場、力、曲線運動、能量轉化在牛頓第二定律、動能定理、機械能守恒的作用下，都能完美地結合，使高中物理問題變得更錯綜復雜。7.對數(shù)學工具的應用有所不同。初中物理簡單，對數(shù)學的要求相對較低，學生只要會簡單的加減乘除、指數(shù)運算、單位換算基本就可以解決初中物理問題。而高中物理對數(shù)學知識的要求比較高。具體來說，力與運動的合成與分解，會用到幾何與三角函數(shù)知識，勻變速直線運動問題會用到二次函數(shù)知識，機械波會用到正余弦函數(shù)知識等，有些具體問題還要列方程組、根據(jù)函數(shù)圖像進行求解。8.從宏觀到微觀和宇觀。初中物理基本上研究的是宏觀問題，即看得見摸得著的。高中物理研究范疇逐漸擴大，以牛頓第二定律和圓周運動為基礎，將萬有引力應用到了天體運動；微觀領域也得到深入的探究，如分子運動理論以及原子的內(nèi)部結構和規(guī)律。二、加強學習方法的指導、促進學生思維模式轉變初中物理要求學生認識現(xiàn)象和表述結論較多，真正的探究、總結較少。計算題往往套用簡單的公式便可直接得出結果，一般列方程去求解的都比較少。高中物理的學習內(nèi)容與日常生活現(xiàn)象的聯(lián)系不如初中那么緊密，研究的物理規(guī)律比較復雜，在難度和廣度上都有所增加。分析物理問題不僅要從題意出發(fā)，還要考慮可能出現(xiàn)的多種情況，必要時還要畫圖像、列方程。學生的思維方式應由靜態(tài)變?yōu)閯討B(tài)，由形象思維變成抽象思維，還要掌握各種方法，例如歸納法、類比、推理和演繹推理等方法，尤其注重科學想象能力和驗證總結能力。1.提高學生的物理學習興趣，加強直觀性教學俗話說，興趣是最好的老師。培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的能力，使學生自主地去探究科學現(xiàn)象和規(guī)律，不僅是教學的手段，也是培養(yǎng)人才的目的。教師可以給學生留一些開放性的作業(yè)，讓學生在課下查閱資料，利用互聯(lián)網(wǎng)，針對具體問題做一些課件來與其他學生分享，這樣可以激起學生的探索欲望，還可以帶動被動的學生一同學習。在高中物理知識中，定理、定律不是理想化就是抽象化，解答問題時不能只考慮表面現(xiàn)象，還要挖掘深層次的關鍵因素和主要因素，忽略次要因素，適當建立物理模型。初中生進入高中學習，思維往往停留在問題的表面，不懂得拓展與延伸。針對以上問題，教師在教學過程中要從大多數(shù)學生的實際情況出發(fā)，盡可能采用誘導式和啟發(fā)式的教學，多做直觀演示試驗，讓學生多觀察、多思考、多討論、多交流、多總結，使學生能夠通過具體的物理實驗掌握物理概念和規(guī)律，從簡單機械記憶逐漸發(fā)展到會在學習過程中建立物理模型。2.充分了解學生已掌握的知識，使新舊知識融合并拓展融合是把新學習的物理概念和物理規(guī)律整合到原有認知結構的模式之中，認知結構得到豐富和擴展，但總的模式不發(fā)生根本變化。例如高中物理探究向心力與質(zhì)量、半徑、線速度的關系時采用控制變量法，這個方法就是初中物理常用的一種方法。拓展是在原有知識結構的基礎上認知結構的更新或重建，原有知識結構不能容納新學習的物理概念和規(guī)律。比如高中物理中的動能定理就是把做功和動能的變化有機結合起來加以應用，是對功和能知識的拓展與延伸。3.加強物理研究方法的訓練，指導學生掌握學習方法日常的教學經(jīng)驗告訴我們，學生學不好物理的主要原因是沒有掌握物理的研究方法，習慣依靠自己平時的學習習慣和對事物的表面化認識。因此，教師要想做好初、高中物理銜接教學工作，在教授物理知識的同時更要滲透科學的物理研究方法?！笆谥贼~，不如授之以漁”，幫學生把物理的知識體系和結構搭建起來也是教師應有的職責。在教學中，教師除指導學生學習新知識以外，還要傳授學生學習方法，讓學生梳理知識、歸納知識，使知識網(wǎng)絡化、系統(tǒng)化，便于理解記憶和掌握運用。教師可指導學生對所學知識和理論進行系統(tǒng)分類總結，例如畫結構圖、樹狀圖等，形成自己的理解和記憶方法；在習題講解過程中，教師要把重點放在物理過程和情境的分析上，讓學生感知物理情境，形成清晰的物理過程，并逐步穿插常用的類比法、等效法、對稱法、控制變量法、假設法等科學方法；教師還要培養(yǎng)學生應用復雜數(shù)學知識解答物理問題的方法，如二次函數(shù)、三角函數(shù)、不等式、函數(shù)圖像等，幫助學生合理利用數(shù)學工具，讓學生懂得數(shù)學知識要與物理意義相符合，例如時間不能取負值等。總之，對于剛剛步入高中的學生來說，“臺階”是客觀存在的。但只要教師了解并掌握學生認知規(guī)律的變化和接受新事物的能力，切實從學生的實際出發(fā)，適當、適時地進行梯度式教學，學生就一定能實現(xiàn)初、高中物理學習的自然平穩(wěn)過渡，為整個高中的物理學習奠定良好的基礎。高考是對高中英語教學的主要評價方式之一，對基礎階段的英語學習和教學起到約束、導向和調(diào)控的作用。高考英語試題有以下三個特點：一是權威性。盡管飽受爭議，但高考仍是高中教學最重要的指揮棒，對高中英語教學有著最權威的指導意義；二是普遍性。高考是全國范圍的入學考試，應用最為普遍，以之作為跨省市高中英語教學研究的參照物較為合理；三是標準性。由于高考在目前我國考試體系中的重要性和嚴肅性，各省市高考試題雖有差異，但都嚴格按照有關標準設計題目。鑒于以上三個特點，本文以《普通高中英語課程標準（2003年份）》（以下簡稱《課程標準》）為出發(fā)點，匯總近八年來（2004年到2011年）來京、滬、蘇等14個省市的高考試卷，對其中的70道冠詞試題進行分析，歸納其特點，為高中階段冠詞的教學提供參考。一、高考冠詞的命題特點縱觀近年的高考試卷，冠詞是歷年高考?？嫉恼Z法項目之一，主要出現(xiàn)在單項選擇和短文改錯中。單項選擇主要考查學生對基礎語法、常用詞匯和表達法的掌握運用情況，考查的覆蓋面廣，但沒有超出考試大綱的范圍。短文改錯的考查也遵循這一原則。因此，冠詞的基本用法、常見的短語和固定搭配中的冠詞用法為高考考查的主要內(nèi)容。如2010年遼寧卷的單項選擇試題，如下：（13）Thereareover58，000rockyobjectsinspace，about900ofwhichcouldfalldownontotheearth.該題考的是在space和earth前面加上冠詞?！癐nspace”是個常見的詞組，意思為“在太空中”，而earth前加the，考的是“世界上獨一無二的事物前要用定冠詞“the”的基本規(guī)則。2007年后，隨著新課改的逐步推行和深入，課標理念成為新高考的指揮棒，高考試卷無論是在試卷結構和內(nèi)容上，還是在試卷形式和評分標準上都有所變化。語法選擇也開始注意語境的設計和語用意思的考查，單項選擇題也堅持“詞匯語境化”的命題原則（王篤勤，2007），冠詞的考查也隨之發(fā)生了變化。形式上，冠詞的考查不僅僅出現(xiàn)在單項選擇題中，還出現(xiàn)在其他題型中，如廣東省在語法填空中考查，而上海市把冠詞考點綜合在翻譯題的考查中；內(nèi)容上，對機械的語法規(guī)則的考查逐漸減少，取而代之的是結合上下文信息，靈活運用冠詞的題目增多。例如2010年北京卷中的冠詞試題：（14）Firstimpressionsarethemostlasting.Afterall，younevergetasecondchancetomakeafirstimpression.如果考生只是機械地記住“序數(shù)詞前用定冠詞‘the’”，而不結合題干尋找解題信息的話，就會誤用the。再如2010年福建卷的試題：（15）It’sagoodfeelingforpeopletoadmiretheShanghaiWorldExpothatgivesthempleasure.這題考查不可數(shù)名詞前的冠詞用法。Feeling和pleasure都是抽象名詞，一般情況下都是不可數(shù)名詞，但在此題中feeling指的是“某一種感情”，已經(jīng)轉化為具體名詞，故前面應用a修飾，而pleasure仍然是抽象名詞，前面不應加冠詞。從以上題目的分析，我們不難看出冠詞的考查雖仍以基本用法為主，但要求考生不受思維定勢的影響，認真分析題目，領會題目意思，根據(jù)具體的語境選擇正確的冠詞。二、高考冠詞的試題特點（1）三類冠詞都屬于高考考查的范圍，但以定冠詞、不定冠詞兩類冠詞為主，零冠詞較少考到。在高考中定冠詞、不定冠詞在單選和翻譯兩種題型中的概率均明顯高于零冠詞。廣東省的語法填空四年中考了1題the，3題a，由于題量小，不列入統(tǒng)計中。其中，定冠詞在翻譯題的比例最高，占73.08%，是其考查的重點。翻譯題中的句子通常要創(chuàng)設一個情境，情景中的人或物大多數(shù)情況下是特定的，如2010上海卷第3題“看到奶奶有些睡意，他拉上窗簾并把電視的音量調(diào)低了”，答案為：SeeingGrandmaalittlesleepy，hedrewthecurtainsandturnedtheTVdown.這里的curtain和TV都是特指奶奶睡覺的房間里的窗簾和電視，因此考the的概率最高。（2）定冠詞的考查以非類指用法為主，類指用法為輔；不定冠詞的考查以特指語境中的用法為主，以非特指語境中的用法為輔，表示類指的定冠詞通常與一個單數(shù)名詞搭配，指一個物種、一個種族或者一類的人或事，用法比較單一，經(jīng)常出現(xiàn)在一些學術文體或者特殊文體中（Tarone&Parish，1988）。相比之下，非類指用法要復雜得多。Ioninetal（2004）提出的“冠詞語義波動假說”，有定性和特指性都是影響學習者冠詞習得的因素。對于不定冠詞a，學習者會把a與冠詞的特指性相連，從而在（-定指.–特指）語境中正確使用a，在（-定指.+特指）語境中過渡使用the，造成冠詞的替代誤用。楊梅（2009）和馬拯（2010）的研究也支持了這一觀點。戴煒棟（2008）則提出a在（-定指.–特指）語境中的使用多于（-定指.+特指）語境，而且a在（-定指.+特指）中通常指第一次提到或出現(xiàn)的人或物，學生們對這一規(guī)則比較熟悉，不容易犯錯。表9顯示對定冠詞在（+定指.+特指）語境中的考查占45.51%和不定冠詞在（-定指.+特指）中語境中的考查占21.58%，符合高考考查考生對語法知識應用能力的側重。（3）定冠詞的考查集中在（+定指.+特指）語境中，考查內(nèi)容涵蓋篇章用法、情景用法、結構用法和文化用法等四種用法，其中情景用法考得最多，篇章用法最少。在（+定指.+特指）語境中，唯一性是the所修飾的NP最突出的特征，學習者可以通過確定NP的這一特征選用正確的冠詞，很多研究表明學習者在（+定指.+特指）語境中能正確地使用the，但是其所涉及的四種用法與學習者的背景知識和認知過程等因素密切相關，各有特點，向學習者提出了不同程度的要求。高中生作為英語學習的初級學習者，所掌握的文化背景知識較少，所以高考中涉及背景知識的文化用法考得較少，而較早習得的情景用法考得較多。三、對冠詞教學的反思和建議近八年的高考冠詞試題分析發(fā)現(xiàn)，冠詞雖不是高考考查的語法重點，但其試題涵蓋了各類冠詞的用法，立足考基礎規(guī)則的同時，要求結合語境，靈活運用冠詞規(guī)則。在（+定指.+特指）語境中的定冠詞非類指用法是高考對冠詞考查的重點，也是高中生冠詞習得的重點和難點。在英語冠詞的教學中，教師要根據(jù)學生習得冠詞的特點和規(guī)律，采取有效的方法對學生進行引導，減少錯誤的發(fā)生。（1）冠詞的使用規(guī)則繁多，不適合一次性講授，可將a，the和零冠詞的用法分開講授，并結合練習幫助學生記憶具體的規(guī)則。（2）對比英漢對定指性和不定指概念不同的表現(xiàn)形式，培養(yǎng)學生使用冠詞的意識，提高他們對冠詞學習的重視程度，使他們認識到冠詞對行文表意的重要性。（3）冠詞的使用和名詞的語義及可數(shù)性緊密相連，語篇語境信息的判斷也是正確選用冠詞的必要條件，因此應當引導學生關注冠詞使用情景中名詞的意義和用法，除了講授冠詞使用的各種普通規(guī)則和特殊用法之外，還應當培養(yǎng)學生語篇學習的習慣，不受思維定勢的影響，靈活運用所學的冠詞規(guī)則。（4）對于定冠詞的教學，可從唯一性切入，幫助學生歸納定冠詞的四種用法，以提高學生對定冠詞使用各種條件的敏感度。冠詞的用法雖然有規(guī)則可循，但是例外很多，涉及語義語境等多方面的因素，學生犯錯誤屬于正常情況，老師大可不必逢錯必糾，而應區(qū)別對待錯誤，加以引導，指導學生采取適當?shù)膶W習策略，使他們的冠詞學習達到良好的效果。第八章位移法§8-1位移法的基本概念§8-2等截面直桿的剛度方程§8-3無側移剛架和有側移剛架的計算§8-4位移法的基本體糸§8-5對稱結構的計算§8-1位移法的基本概念、關于位移法的簡例只要求出結點B位移,各桿伸長變形即可求出。然后進一步可以求出桿件內(nèi)力EA第一步,分析單桿FNl1(剛度方程)第二步,組裝結構變形協(xié)調(diào)條件節(jié)點平衡條件:∑FRisina=Fp(n=5)即sin2a.△=F于是得AFp基本未知量求出后,每根桿件的位移和軸力可求出。上述方法既可用于超靜定結構(n>3),又可用于靜定結構(n=2)。位移法要點如下1基本未知量是結構的結點位移2基本方程是平衡方程3建立基本方程的過程分為兩步:a離散結構,進行桿件分析,得出桿件的剛度方程;b組裝結構,得到基本方程。4.桿件分析