结构的强度与稳定性PPT课件.ppt

此课件可编辑版，如对课件有异议或侵权的请及时联系删除！课件可编辑版，请放心使用！,2,学习目标：,1、理解结构稳定性的含义2、能通过探究试验分析影响结构稳定性的因素3、培养探究的意识和能力，激发对技术探究的激情和兴趣。,第三节结构的稳定性,3,复习巩固：,2、影响结构强度的因素：,形状、材料、材料的连接方式,1、什么是结构的强度：,物体结构抵抗变形的能力,4,课堂小游戏,随机请两位同学到前面来。相对站立，两脚并拢，伸出手臂，手掌相对，用力推击对方手掌或躲闪对方手掌，站立不稳，脚步挪动者输。,5,在日常生活中，我们时常会看到翻到在地的物体。,是什么原因出现了图上所示的现象？影响他们稳定性的因素有哪些？,6,那到底什么样的结构是稳定的，什么样的结构又是不稳定的？物体稳定与不稳定的程度又如何评价？,7,结构的稳定性：,结构的稳定性是指结构具有阻碍翻倒或移动的特性,结构的稳定性与什么因素有关？,想一想：,稳固结构探析,8,影响因素,探究一：1、不倒翁为什么不倒？如果在它脖子上挂上一定数量的铁环，它还会不倒吗？为什么？,9,不倒翁的重心很低，就在它与地面的接触点上，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。,10,得出结论一：,重心的位置（高低）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。,11,学以致用,思考：A、落地扇为什么不易倾倒？,落地扇的底座采用较重的材料，风扇比底座轻很多，使落地扇的重心降低。,12,B.以前的农作物个子高，遭遇暴风骤雨容易倾覆，造成减产；现在的农作物普遍个子矮。就是利用了重心低结构稳定的原理。,C.比萨斜塔为什么不倒塌？,1590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运动的实验，让两个重量相差10倍的铁球，同时从塔顶落下，结果，两球同时着地，一举推翻了束缚人们思想近2000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“物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，被人们称为“近代科学之父”，而他用来做实验的斜塔也因而更加遐迩闻名。,13,它从1174年始建，1350年竣工，经历了176年。但由于塔身过重，地质松软，因此塔身仍以每年125毫米的速度向南倾斜。到1999年1月，塔顶比中轴线偏斜已达48米。意大利当局为了拯救斜塔，已向全世界广泛征求保护方案，同时在塔的北侧加压了830吨的铅块，并在塔身的三分之一处加了一圈铜缆，向北牵拉固定。不过斜有斜的好处，每天为“斜”而来的参观者多达10余万人，扔下大把大把的银子。如果它是一座正塔，比萨就不会有今天的风光，也就不会有这么多便宜可占了。,14,通过分析长方体重心的垂线位置与稳定性示意图，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。,结构重心的位置：结构重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围内，落在就是稳定的，没有就是不稳定的。,15,一摞书，整齐放置时的稳如泰山；另一种放法,每本都往一边慢慢往外放置，到一定程度时一摞书就全倒了。,小实验,16,辽宁瑞州古塔，现存塔身高10米，塔身向东北方向倾斜12度，塔尖水平位移1.7米。该塔建成之后虽几经地震与洪水破坏，却始终斜而不倒，堪称奇迹。,小资料：中国的斜塔,17,苏州的虎丘塔,虎丘塔高47.7米，比意大利比萨斜塔矮6米；塔尖偏离中心2.34米，是比萨塔的一半；虎丘塔建于961年，比比萨塔早完工390年。因为地基不牢，重6000吨的塔便倾向土堆的一边。,18,思考2：,人站立时比较稳定，但当身体倾斜的时候却变的不稳定，为什么重心下降了，反而不稳定了呢？,19,结论：结构稳定的前提：对于一个结构而言，如果重心所在的垂线落在结构底面范围内，就是稳定的。,20,【探究二】同学们拿出一本书，让它立在桌面上。想一想怎样才让它稳定性好？为什么？把它的下端各书页展开成一定的角度然后直立在桌面上，这样增大了书与桌面接触所形成的支撑面积,21,得出结论二：,结构与地面接触所形成的支撑面的大小影响结构的稳定性。,支撑面越大，稳定性越好；,22,接触面,支撑面,注意：接触面支撑面。接触面:是物体与地面接触形成的面。支撑面:是物体与地面接触形成支撑点的连线与地面构成的面。,23,新题速递(2010年高考49题)结构的形状会影响其强度和稳定性。下列水库坝体结构抵抗水作用最强的是（）ABCD,C,24,思考：为什么大坝的横截面总是建成梯形？,大坝需要承受很大的力的作用，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，支撑面越大越坚实，稳定性就越好。,25,思考：为什么许多课桌椅的支撑脚要做成往外倾斜？,这是为了进一步增大与地面接触所形成的支撑面积，增加稳定性。,26,27,【探究三】,1、A字形梯为什么载人时能够保持稳定？如果没有梯子中间的拉杆将会怎么样？,一般情况下，梯子打开的时候，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。,28,2、野外勘探仪为什么用三角架支撑而不用四角架？五角架,因为三角支架与地面有三个接触点，形成的三角形结构使照相机的支撑架更容易稳定。,29,【得出结论三】：结构的形状影响着结构的稳定性三角形结构的稳定性好，在一般建筑中广泛运用了三角形的稳定性。,30,31,思考分析：静态的自行车是如何保持稳定的？,双脚支撑,单脚支撑,32,临时摆放的屏风为什么摆成字型，而不摆成一字型？,在受到外力作用时，有多个接触面，增大了与地面的支撑面积，可将力进行分散，并且三角形的结构比较稳定,33,综合练习:学了本节课后刚才游戏中的失败者可以怎样转败为胜？,1、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的老人，你在公共汽车上要如何才能保持自己的没摔倒？,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，支撑面变大，越稳定！,34,要提高这种篮球架的稳定性可以怎么做？,1、加重篮球底座的重量或在篮球底座上加些比较重的石板之类的重物。是为了使篮球架的重心向后偏移，重心所在点的垂线落在结构底面的范围内，达到结构稳定的基本条件。,2、可以增大底座与地面的支撑面，这样也可以使重心所在点的垂线落在结构底面的范围内。,35,拓展,凡是不稳定的结构设计都应该放弃吗？,利用倒置的酒瓶的不稳定性预报地震,36,讨论:：列举生活中不稳定的结构实现一定功能的例子,37,不稳定结构的利用,跨栏,38,地震仪,39,圆珠笔的圆珠,40,跷跷板,41,结论一,跟踪检测：1、以下哪一种结构不是利用降低重心高度来实现其稳定状态的（）A、电风扇的底座B、儿童陀螺玩具C、自行车的支撑架D、不倒翁玩具2、走钢丝的人手上拿着一条长棒的目的是（）A、美观B、改变重心C、增加重量D、支撑,B,C,42,3、下列产品的是利用不稳定的结构实现其功能的是（）A、不倒翁B、手机振动器C、摄像机三角架D、自行车的支撑脚4、立柱式的广告牌容易被台风吹倒，因为（）A、造得不牢B、受力面积大C、支撑面积小D、受力面积大而支撑面积小5、家用落地风扇的底座一般做得比较重，这是为了（）。A增加风扇的强度B增加风扇的稳定性C安装电线的需要D更加美观,B,D,B,43,6、不倒翁“不倒”的主要原因是（）A、构成其材料的强度大B、其形状的美观性较好C、其底部接触面小D、其重心低，底部接触面是光滑的弧面,D,44,2.影响结构稳定性的因素：重心位置高低；结构的形状；结构与地面接触所形成的支撑面的大小。,1.结构的稳定性：是指结构具有阻碍翻倒或移动的特性,3.结构稳定的基本条件：重心所在点的垂线落在结构底面的范围内,课堂小结：,45,课外作业,1、请同学们课下完成这个实验并思考它是如何做到的？准备材料：大小相同的生鸡蛋3只，合适的瓶盖6只，木板一块，砖头或石板若干。实验过程：将三只瓶盖以三角形状摆放在桌面上，将鸡蛋分别立于瓶盖上，再在鸡蛋上盖上另外三只瓶盖。取一木板放在上面，轻轻将砖头或石板压在木板上（砖头或石板应放在鸡蛋所组成的三角形的中部）记录：鸡蛋所能承受的砖头或石板的块数,46,2、生活中有这样的情况，人坐在一只小板凳上，用力摇几下，板凳就坏了，人也摔倒在地上。人踩在窗户的防盗网上擦玻璃，防盗网合金条的焊接处断裂，险些酿成大祸。根据你的理解，结合教材，上述情况是什么原因造成的？平常你们都是怎么进行改进和修改的？,47,ThankYou!,48,49,50,概念,结构的稳定性(Stability)：,是指结构在荷载（外力）的作用下，维持其原有的平衡形式（状态）的能力。它是结构的重要性质之一。,51,不倒翁的重心很低