第二节 稳固结构的探析

1 / 7第二节 稳固结构的探析第二节稳固结构的探析常州戚实验中学许明哲教学目标：知识与技能：1、了解影响结构稳定的主要因素2、理解结构的功能关系系过程与方法：通过简单的实验讨论、分析等方法使学生懂得应用相关的理论知识情感态度价值观：培养学生的观察能力，激发学习兴趣教材内容分析：1、本节内容在结构和设计中起到举足轻重的作用，不仅可使学生对结构的基本知识有更深的认识与巩固，而且也为以后结构的强度、结构的设计等教学打好基础。在教学中要充分利用实验、讨论、小组合作的教学方法。多举些生活中的案例，进行师生互动探讨，帮助学生加深对知识的理解。2、重点：影响结构稳定的主要因素2 / 73、难点：利用所学知识解释生活中相关的现象课时安排 2 课时教学资源：照相机的三角架、铁架台、方木块、气球、一次性水杯两只等教学过程：一、复习引入：提问：什么叫结构？哪些事物存在结构？结构会决定事物的性质吗？从力学角度来说，结构是指什么？根据实例说出构件的基本受力形式？结构的基本类型？请同学们回忆一下物理所学的稳定条件。二、新课教学：（一）1、结构与稳定性1、结构与稳定性请举出生活中不稳定结构的一些例子：3 / 7底小口大的空竹篓因货物堆得过高而在弯道翻倒的三轮车路边倒地的自行车踩高跷倒立的啤酒瓶其实在我们的生活中也有许多稳定的东西，如建筑物等。那么什么是结构的稳定性呢？结构稳定性是指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。不同的物体这种能力也不同，那么影响结构稳定性的因素有哪些呢？2、影响结构稳定性的主要因素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？影响结构稳定性的主要因素：不倒翁为何不到？请同学们阅读课本，并总结出影响结构稳定性的主要因素。学生自主的学习得出：影响结构稳定性的主要因素：重心的高低；与地面接触面形成的支撑面大小；结构的形状（1）结构重心的位置找两个相同的一次性水杯，一只空的，一只装半杯水，在讲台上演示哪只杯子容易倒掉实验，通过实验得出：4 / 7重心越低,稳定性越好;重心越高,稳定性越差。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。通过对照相机的三角架结构稳定性分析，引导学生得出结论：（2）结构的稳定性与支撑面大小有关。注意：支撑面接触面支撑面越大越稳定，越小越不稳定。（3）结构的形状。进一步说明：往往，影响结构稳定性的因素是相互关联的，需要综合考虑各种因素来讨论结构的稳定性。再分析其他案例：课桌椅为什么能平衡？自行车为什么能单脚支撑？茶几为什么做得很低？走钢丝的人为什么要拿一条长棒？不倒翁为何不倒？为什么世界上那么多人都关注比萨斜塔？得出：对于一个结构而言，如果重心所在点的垂线落在结构底面的范围内，就是稳定的，不会出现倾倒。再次复习巩固，加深理解，明确影响结构稳定性的主要因素；让学生列举有关事例，加深对知识的理解，能用所5 / 7学的知识解释。3、运动状态下的稳定条件课本 005 页的探究：运动中的自行车只有两个支撑点却不倒下，为什么？（1）当我们坐上的时候，自行车重心升高，人和自行车作为一个整体变得头重脚轻,因此会摇摇欲倒.但是一旦它开始前行就容易保持不倒了。对此的部分解释是陀螺运动。当场捻动一个陀螺让学生看现象。如果它旋转得足够快，就会直立不倒，但如果速度慢下来就会摇摆不定并最终倒地。自行车旋转的车轮具有类似的稳定效果。但是物理学家认为，陀螺运动不能解释一切。（2）如果我们在一条直线上运动是我们会发现，我们一会儿往左、一会儿往右地拐小弯。正因为这些小弯，我们才能保持平衡。当我们向一侧倾倒时，自行车会向这一侧转小弯。这样当我们转小弯时产生的离心力会使自行车纠正倾斜的程度，从而保持平衡。得出：运动状态下与静止状态下物体的稳定条件有所不同。如自行车，高空走钢丝手持长杆4、结构的稳定性在日常生活中的应用结构的稳定性在日常生活中有着广泛的应用，一方面人们利用稳定的结构抵抗外力、承受负载，另一方面又利用不稳定的结构实现某些功能。6 / 7()倒置的啤酒瓶可以预报地震()在打水的桶口边挂一重物，在水面时能自动翻倒打水。（二） 、结构与强度1、结构的强度找两只气球（一只容易吹破，一只很难吹破） ，让两个学生吹，吹到学生不敢吹时，还继续让他吹，直到吹炸为止。结果他们会一人先吹破，一人后吹破，并问他们吹的感受，显然一人容易吹破，一只很难吹破，为什么会这样呢？因为吹破他们所需要的力不一样，也就是他们抵抗被外力破坏的能力不一样。很容易引出结构的强度。结构的强度：是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。再举例说明并与稳定性作比较。2、影响结构强度的主要因素通过上面的学习我们知道不同的物体结构强度也不同，那么影响结构的因素究竟有那些呢？（1）强度与应力请同学们思考：在材料相同的情况下，构件被破坏的危险程度与什么有关？分析：内力。构件在外力的作用下会变形，同时其内部各质点之间的相互作用力发生了改变，产生一种抵抗7 / 7外力的力，称为内力。一般来说，外力越大，构件的内力随之越大，构件被破坏的危险就越大。（2）强度与形状通过同样的纸叠成不同形状承受的力不同来分析，并带同学们一起分析课本案例。（3）强度与材料的连接（4）强度与受力