通用技术探究结构的稳定性和强学习教案

1、会计学1通用技术探究通用技术探究(tnji)结构的稳定性和强结构的稳定性和强第一页，共35页。第2页/共35页第二页，共35页。第3页/共35页第三页，共35页。第4页/共35页第四页，共35页。 魁北克大桥魁北克大桥(d (d qio)qio)的垮塌的垮塌上海楼房上海楼房(lufng)(lufng)倒塌倒塌 高压电线塔的垮塌高压电线塔的垮塌(ku (ku t) t) 第5页/共35页第五页，共35页。结构的稳定性与什么因素结构的稳定性与什么因素(yn s)(yn s)有关？有关？想一想：想一想：第6页/共35页第六页，共35页。A.落地电风扇落地电风扇或者宾馆里的或者宾馆里的落地灯，它们落地

2、灯，它们(t men)都有一都有一个比较大的底个比较大的底座。座。结构结构(jigu)(jigu)的底座，结构的底座，结构(jigu)(jigu)与地面接触与地面接触所形成的支撑面大所形成的支撑面大, ,稳定稳定 。因素一：支撑面积因素一：支撑面积(min j)的大的大小小第7页/共35页第七页，共35页。B：为什么大坝的横截面总是：为什么大坝的横截面总是(zn sh)建成梯建成梯形？形？ 大坝需要承受大坝需要承受(chngshu)很大的力很大的力的作用，如自身的重力，水的冲击力、压的作用，如自身的重力，水的冲击力、压力等等，要起到防洪的作用，大坝必须要力等等，要起到防洪的作用，大坝必须要求非

3、常稳固。大坝建成梯形，增大了与地求非常稳固。大坝建成梯形，增大了与地面接触所形成的支撑面，支撑面越大越坚面接触所形成的支撑面，支撑面越大越坚实，稳定性就越好。实，稳定性就越好。第8页/共35页第八页，共35页。2结构的稳定性与重心位置结构的稳定性与重心位置(wi zhi)有有关。物体重心越低，越稳定。关。物体重心越低，越稳定。因素二：重心因素二：重心(zhngxn)位置位置A.不倒翁为什么不倒不倒翁为什么不倒？如果？如果(rgu)在它在它脖子上挂上一定数量脖子上挂上一定数量的铁环，它还会不倒的铁环，它还会不倒吗？吗？第9页/共35页第九页，共35页。 不倒翁的重心很低，就在它与地面的接触点上，

4、所以不倒，如果往它的脖子挂上铁环，它的重心位置升高了，当铁环达到一定数量时，不倒翁就不在是不倒翁了。重心的高低(god)影响结构的稳定性。重心越低,稳定性越好;重心越高,稳定性越差。 第10页/共35页第十页，共35页。B.以前的农作物个子高，遭遇暴风骤雨以前的农作物个子高，遭遇暴风骤雨容易倾覆，造成减产；现在的农作物普容易倾覆，造成减产；现在的农作物普遍个子矮。就是遍个子矮。就是(jish)利用了重心低结利用了重心低结构稳定的原理。构稳定的原理。C. 比萨斜塔比萨斜塔(b s xi t)为什么不为什么不倒塌？倒塌？15901590年，意大利的伟大科学家伽俐略，曾在斜塔的顶层做过自由落体年，意

5、大利的伟大科学家伽俐略，曾在斜塔的顶层做过自由落体运动的实验，让两个重量相差运动的实验，让两个重量相差1010倍的铁球，同时从塔顶落下，结果，倍的铁球，同时从塔顶落下，结果，两球同时着地，一举推翻了束缚两球同时着地，一举推翻了束缚(shf)(shf)人们思想近人们思想近20002000年的希腊著年的希腊著名学者亚里士多德关于重量不同的物体其下落的速度也不相同的名学者亚里士多德关于重量不同的物体其下落的速度也不相同的“物物体下落速度与重量成正比体下落速度与重量成正比”的理论。伽俐略开创了实验物理的新时代的理论。伽俐略开创了实验物理的新时代，被人们称为，被人们称为“近代科学之父近代科学之父”，而他

6、用来做实验的斜塔也因而更加，而他用来做实验的斜塔也因而更加遐迩闻名。遐迩闻名。 第11页/共35页第十一页，共35页。 通过分析长方体重心的垂线位置与稳定性示意图，使学生容易理解，比萨斜塔不倒的原因是它的重心所在点的垂线落在塔的底面的范围内。当塔倾斜到一定(ydng)程度，重心的垂线不再落在塔的底面时，塔就会倾倒。结构重心的位结构重心的位置：结构重心置：结构重心所在点的垂线所在点的垂线是否是否(sh fu)落落在结构底面的在结构底面的范围内，落在范围内，落在就是稳定的，就是稳定的，没有就是不稳没有就是不稳定的。定的。第12页/共35页第十二页，共35页。3 3、结构的稳定性与它的几何、结构的稳

7、定性与它的几何(j h)(j h)形状有关。形状有关。 A、A字形梯为什么载人时能字形梯为什么载人时能够保持稳定？如果够保持稳定？如果(rgu)没没有梯子中间的拉杆将会怎么有梯子中间的拉杆将会怎么样？样？ 一般情况下，梯子打开(d ki)的时候，梯面与地面组成三角形，梯子本身就能站得稳。当连接两个梯面的横杆拉直时，两个梯面的上半部分就与横杆构成了稳定的三角形，这就进一步加强了梯子的稳定性，保证梯子能承受人体的压力。如果没有梯子中间的拉杆，载人时就不能保持稳定。第13页/共35页第十三页，共35页。 因为因为(yn wi)三角支架三角支架与地面有三个接触点，形成与地面有三个接触点，形成的三角形结

8、构使照相机的支的三角形结构使照相机的支撑架更容易稳定。撑架更容易稳定。B B、照相机的支撑架为什么常使用、照相机的支撑架为什么常使用(shyng)(shyng)三脚架而不三脚架而不用其他形状？用其他形状？因素(yn s)三：结构的稳定性与它的几何形状有关。 第14页/共35页第十四页，共35页。第15页/共35页第十五页，共35页。第16页/共35页第十六页，共35页。练习练习(linx):(linx):1.在拥挤的公共汽车上已没有座位，你必须站着，而扶手在拥挤的公共汽车上已没有座位，你必须站着，而扶手你让给了旁边你让给了旁边(pngbin)的老人，你在公共汽车上要如何的老人，你在公共汽车上要

9、如何才能保持自己的没摔倒？才能保持自己的没摔倒？(2)货物应尽量放在船舱里还是货物应尽量放在船舱里还是(hi shi)甲板上？为什么？甲板上？为什么？人的身体的稳定性取决于支撑面的大小和人体姿势重心的人的身体的稳定性取决于支撑面的大小和人体姿势重心的高低，在一定范围内，两脚分得越开，则重心越低，支撑高低，在一定范围内，两脚分得越开，则重心越低，支撑面变大，越稳定！面变大，越稳定！第17页/共35页第十七页，共35页。拓展：拓展：不稳定的结构应用：如移动不稳定的结构应用：如移动(ydng)门、门、折叠椅等等折叠椅等等.倒置的啤酒瓶可以预报(ybo)地震。.在打水的桶口边挂一重物，在水面(shu

10、min)时能自动翻倒打水。 第18页/共35页第十八页，共35页。（二）结构（二）结构(jigu)的强度的强度结构具有的抵抗被外力破坏结构具有的抵抗被外力破坏(phui)的的能力。能力。结构结构(jigu)的强度是指：的强度是指：强度与稳定性的联系与区别：强度与稳定性的联系与区别： 我们知道稳定性是研究物体的保持平衡状态的能力，强度是研究不被外力破坏的能力。例如我们刚才举的椅子的例子，椅子能够承受人的重力这是一个强度问题，那么椅子会不会左右晃动，摇摆，那就是一个稳定性问题了。第19页/共35页第十九页，共35页。根据根据(gnj)你的生活经验填写下表：你的生活经验填写下表：马上马上(mshng

11、)行动：行动：事件事件结果结果原因原因 分别在一根竹竿和一根同样尺寸的脆性塑料杆上不断加挂相同质量的重物 沿着垂直于重心线的方向撞击一根完整的钢管与用同样的方法撞击一根中间有焊接缝的钢管竹竿比脆性塑料竹竿比脆性塑料(slio)杆能挂杆能挂更多的重物而不更多的重物而不会断裂会断裂不同材料的抗不同材料的抗拉性能不同拉性能不同中间有焊接缝中间有焊接缝的钢管受到撞的钢管受到撞击时容易损坏击时容易损坏因为有连接点因为有连接点第20页/共35页第二十页，共35页。1.影响结构影响结构(jigu)强度的主要因素强度的主要因素 吊兰支撑使用的三角形支架结构，而不使用由一根直杆挑起(tio q)的结构。从材料方

12、面考虑，吊兰的三角形支架使用的是钢管而不是木条或塑料，钢管抗拉力性能好。从连接方式考虑，吊兰的三角形支架的构件是焊接而不是捆缚，这种连接方式更牢固。第21页/共35页第二十一页，共35页。1) 影响结构强度影响结构强度(qingd)的几个主要因素的几个主要因素结构结构(jigu)的形状的形状使用使用(shyng)的材料的材料构件之间的连接方式构件之间的连接方式结构外部形状结构外部形状结构的构件截面形状结构的构件截面形状铰连接铰连接刚连接刚连接p22第22页/共35页第二十二页，共35页。(1)结构结构(jigu)的形状的形状: A.不同不同(b tn)横截面形状的构件所能承受力的程度是不一横截

13、面形状的构件所能承受力的程度是不一样的。样的。注意注意(zh y)：结构对强度的影响有两点，一是结构的外部形状，结构对强度的影响有两点，一是结构的外部形状，二是结构的构件截面形状。二是结构的构件截面形状。第23页/共35页第二十三页，共35页。小实验小实验(shyn)：P019（2）因素）因素(yn s)2：使用的材料：使用的材料结构的强度与材料(cilio)有关纸杯钢杯塑料杯第24页/共35页第二十四页，共35页。（3 3）因素）因素3 3：构件之间的连接：构件之间的连接(linji)(linji)方式：方式： 结构(jigu)的连接是指通过一定的连接物将构件组成整体结构(jigu)。 第2

14、5页/共35页第二十五页，共35页。铰连接：被连接的构件在连接处不能相对移动铰连接：被连接的构件在连接处不能相对移动(ydng)，但可以相对转动，具体有松螺栓、松铆等，但可以相对转动，具体有松螺栓、松铆等。第26页/共35页第二十六页，共35页。胶接胶接榫接榫接 结点是从连接的效果来划分。一个(y )结点可以有多种连接方式。不同的材料有不同的连接方式；构件的连接方式不同，结构的强度也不同。 第27页/共35页第二十七页，共35页。 结构对事物的功能和作用产生着直接的影响，结构的改变(gibin)可能导致功能的改变(gibin)多功能起子(q zi)（三）、结构（三）、结构(jigu)与功能与功

15、能:第28页/共35页第二十八页，共35页。第29页/共35页第二十九页，共35页。三、结构三、结构(jigu)与功能与功能第30页/共35页第三十页，共35页。为什么许多为什么许多(xdu)课桌椅的支撑脚要做成课桌椅的支撑脚要做成往外倾斜？往外倾斜？ 这是为了进一步增大与地面这是为了进一步增大与地面(dmin)接接触所形成的支撑面积，增加稳定性。触所形成的支撑面积，增加稳定性。第31页/共35页第三十一页，共35页。接触面接触面支撑支撑(zh chng)面面注意：注意：支撑支撑(zh chng)面面接触面。接触面。接触面接触面:是物体与地面接触形成的面。是物体与地面接触形成的面。支撑支撑(zh chng)面面:是物体与地面接触形是物体与地面接触形成支撑成支撑(zh chn