《结构的稳定性》课堂实录

精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创1/14结构的稳定性课堂实录结构的稳定性课堂实录师同学们好。上节课我们认识了结构的一般分类，并且做了一个非常有趣的实验。是什么实验生鸡蛋承受压力实验。师非常好，我们上节课是做了这样一个实验。那我们也探讨了这个一个小小的鸡蛋为什么能承受这么大的压力。因为它是圆形结构，而且它这个结构能把受力分散开来。那么说到鸡蛋，老师今天又带来了一个熟鸡蛋。那么请问如何不借助其他物体，让一个本来平躺在平面上的鸡蛋，能够竖立起来，也就是能够让它站起来，呈现一个稳定的状态有没有同学有办法好，这位同学，你来试一下。的确是个好办法，确实是让鸡蛋竖起来了，但是他借助了其他的物品。还有没有同学有办法的。能够不借助外力。生放在水里面。师水里面那我听到了有一两个答案，说是旋转起来。那我们现在旋转起来看看。可能力气不太够，再来试试。那么很明显，旋转起来的鸡蛋就能竖立起来。那么它的奥秘在什么地方呢为什么它旋转的时候就能立起来呢生像陀螺一样转的。师好，非常好，就是我们物理上可能有接触过的脱落效应。这个效应大概的意识就是说，运动着的物体，旋转着精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创2/14的物体在追求一种摩擦力比较小的一个状态。刚才讲到，不管是静态的鸡蛋还是动态的鸡蛋，他们都在追求一种稳定的机构。大家课前有没有进行小组预习生有。师预习了那我们就先来整理一下新课的知识点。我们这节课要掌握的知识点有结构的稳定性还有影响结构稳定性的因素。除了这三者之外还有一个关于重心影响结构稳定性的基本条件。我们准备是以实验研究回报的形式来进行的。老师先来抛砖引玉一下啊，做一个旋转体，这个旋转体是老师自制的，是用两个漏斗把他们拼合起来。这个旋转体的重心大家觉得在哪里生中间。师对，中间。是在边上还是在正中间呢生正中间。师可以粗略地认为是在正中间。那么这样，大家可以看到这叠书。这叠书一共有几本生10本。师这边呢生8本。师明显这边是比较低，那边是比较高啊。那我在两叠书之间架了轨道，让我们试一下这个旋转体能不能由低往高滚动。好，我们看一下。精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创3/14生怎么会这样的啊师好，这个旋转体由低向高滚动，始终在寻找一个平衡的状态。用这个小的来试一下。它到了一定的稳定状态之后它就会稳定下来。有没有同学看出了这里的奥秘为什么旋转体会由低向高旋转生老师用了障眼法。师障眼法为什么好，陈智。生结构在追求一个平衡稳定状态。师对，结构是在追求一个平衡稳定的状态。还有没有其他的看法，为什么会由低往高滚。实际上刚才班长说对了，这里是用了一个障眼法。看上去的确是这边比那边低，但是这个旋转体大家要注意，它是怎么个拜访法。一开始这个重心是在轨道的上面还是下面旋转体一开始的重心是在轨道的上面还是下面上面对不对重心就是这条杆的正对上面。那么滚动之后，它的重心走到哪里去了生下面。师是走到了这个轨道的下面吗大家认为什么状态下它会平衡跟这两条轨道保持平行的状态下它就会平衡。所以这个就是这个实验的奥秘，有没有同学能够把这个实验的图简单地画一下。好，佳丽。大家来看一下这个实验的图。画了一个比较低的面和一个比较高的面了，然后一条精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创4/14横杆，然后是一个旋转体，侧面观察过去是一个圆，她这是截取了一个截面来画。这种状态大家认为这个重心有没有在往下走生没有。师这个图要稍微地改一下，也就是说这个高度能不能比另外那个面的高度低太多生不能。师也就是说H2的高度要稍微低一点。不要太高，低一点，因为这个旋转体的截面并不是很大。然后旋转体是已经转到这里来了。它已经能陷下去了，因为老师这里的两个轨道横杆是开的。这样我们可以隐约看到它的重心是往下走的。好，那这个实验的目的是什么呢这个旋转体它其实是在什么力的影响下，在寻找平衡状态啊生重力。师对，重力。这个重力我们就可以认为它是什么东西啊生负载。师负载，非常好。所以说这个实验我们就证明了结构稳定性的概念。也就是说物体，它在负载的作用下，维持什么啊生维持原有平衡状态的能力。师好，维持其原有平衡状态的能力。老师已经把这个概精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创5/14念给大家演示了一下，推理了一下。那么接下来我们来看一下假如结构不稳定的话，会出现一些什么样的状态，或者说是什么样的危害。好，也就是说假如一个结构稳定性给破坏掉了，有可能会出现一些比较大的危害，像是被台风吹倒了，货物装太多没装好，车就罢工了。所以说我们要有一种意识，一种什么意识生防微杜渐。师也就是什么意思对，也就是一些小的迹象出现了，我们就要注意防止它演变成大的问题。比如说厂房的墙壁出现了裂缝，如果是因为这个厂房的支柱太小了，或者这个厂房的支柱弯曲了的话，我们要进行及时加固，或者修复。还有箱子的摆放也要注意，不要放得不整齐。还有你们经常用的自行车，没气了的话要及时打气，否则它的轮框会变形。接下来我们会请小组上来汇报一下你们课前的一些探究情况。影响物体稳定性的因素，课本上介绍一共有三方面的因素。那我们分别请小组上来汇报。哪个小组先来，好，这个组先来。派一个代表上来汇报一下你们小组探究的情况。生我们小组探究的是第一个，研究重心位置的高低。其实刚才老师的实验已经充分说明了，重心位置高低的影响。说明了重心位置高低是影响结构稳定的因素。师那你们小组做了什么样的作品呢精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创6/14生我们小组做了一个不倒翁。大家看，这个不倒翁不管我从哪个方向压下去，它都会回复原来的位置。我想问问大家，为什么会发生这个情况呢生重心在底下。师好，谢谢。大家觉得怎么样生好。师那给他一点掌声。这个不倒翁其实做得相当好，它也充分证明了重心位置越低，这个结构就会越稳定。因为里面是往下面加了一些物体进去是不是所以说我们怎么摇摆它都是不会倒的。好，那我们来看一下，重心位置的高低。第一个是影响物体稳定性的因素，重心的高低。比如说我们常见的广告牌还有桌子，台灯，还有包括一些比较大口的垃圾桶。那么它们的底部都会做得怎么样生比较重。师做得重一点防止它倒下。也就是说重心越低，稳定性越高。越高呢生稳定性越差。师好，我们现在来思考一个比较现实的问题。比萨斜塔大家都知道，那它为什么不会倒呢有没有同学研究过这个是现实中存在的情况，它是斜的，它其实是每年都比上一年要斜，课本上也有相关的资料。它一年比一年斜，但是为什么它还是不会倒下来呢当然当地的人也对它采精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创7/14取了一些补救的措施，但是它还是斜的。有没有同学研究出答案来。这样吧，大家先来看老师做个实验，我们来假设这个盒子就是比萨斜塔。这个盒子的重心我们是通过对角线的相交点来确定它的重心位置，然后把它平移到了后面这个纸板上。老师已经提前把它找好了，画在了这里。老师还用红线标出了重心位置的垂线。假如我这样来倾倒这个盒子，假如它的垂线已经超过了它底面的范围内，那么一放手它就倒了。要是不想让它倒呢要是不想让它倒的话，大家认为它的垂线应该垂直于哪个面生底面。师底面，而不要超过这个范围内。大家看，如果这样子，它是不会倒的。但是因为比萨斜塔这边还有泥土，所以它也不会往这边去。那么这个时候我们就可以看看课本的13页，有相关的一个数据说明，跟老师投影的这个图是一样的。那这个图很清楚地说明了重心的垂线落在了什么范围内啊生结构底面的范围内。师在这个范围内它就是怎么样的啊生稳定的。师那这里画出来的这个图重心是在正中间，假如这个重心高一点的话它就落在哪里啊生外面了。精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创8/14师那它就倒下去了。所以说这个比萨斜塔不倒跟它的重心位置也的确有关系的。刚才有同学说过了，重心位置比较低，的确也有关系。它全高是55米，但是它的重心是在225米的地方，也就是说没有到中间位置，还要低一点。那么再低一点的话它是更不可能落出这个底面范围内。好，我们来看一些相关的例子。是世界上一些比较著名的建筑，那么它们为什么不会倒呢其实也是一样的原理。好，那下面呢，第一个因素我们已经基本上证明完成了。下面还剩下两个因素，有没有哪个组来试一下好，这个组。生我们组讨论的是这个，结构与地面接触面积的大小。刚才老师说过了，鸡蛋的接触面积，这样子放就容易倒，这样子放就不会。还有就是水瓶，如果这样放的话就不会倒，我吹一下试试看啊。倒过来放，再吹一下就很容易倒了。这本书这样放着，一推它就倒了。可是这样打开来，像刚才那样推是不会倒的。师非常好，刚才的同学用了三个小小的实验证明了结构与地面接触所形成的支撑面大小是影响结构稳定性的因素。我们再来看一下。比如说这个大坝，它的底部怎么样生比较大。师与地面的接触面是比较大的，来防止一些水压。我们常用的课桌椅它相对来说也会把底面做得比较大。所以说支撑面怎么样精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创9/14生越大越稳定，越小越不稳定。师但是我们要讨论这个支撑面。刚刚老师一直用两个词，支撑面和接触面。我们要区分开来。刚才我听到有同学说巴黎铁塔是不是还有一座桥。大家可以看他们与地面的接触点，是叫接触面还是支撑面生支撑面。师只是支撑面对不对它的支撑面越大相对它的结构也是越稳定。那这个时候的支撑面等不等于接触面啊生不一定。师这里是不等于了。前面这个大坝的就等于。所以说我们要注意支撑面不一定就等于接触面。好，下面又出来一个思考题。在我国四川的广汉三星堆出土的器具有许多都是尖底的。大家看下面的一些图片。平时我们用的碗和杯子都不是尖底的，为了摆放平稳，接触面都尽量地做大一点。那为什么古代人做的这些器具，杯子和碗什么的会是尖底的呢生可能是重心在下面。师你们认为它的重心低所以就放得稳吗有没有别的可能性。生可能在桌子上穿了个洞，插进去就稳定了。师你们认为还有另一个器具专门用来盛放它们是吧就像刚才有个同学说桌子上挖个洞放进去，来盛住它。那已精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创10/14经基本上有这方面的意识了。据调查是那个时候的土地比较松软。当时的人们就直接的把这些器具插到土地里面。插进去之后与地面形成接触，整个地面都是它的接触面，所以这个时候它的接触面是最大的。所以说他们当时这么做是比较聪明的，因时因地的去创造一些事物出来，根据当时的情况。看起来不合理的结构恰恰反映了我国古代劳动人民的聪明智慧。好，第二个知识点我们基本上就进行到这里。下面还有最后一个知识点。哪个小组是讨论这个知识点的好，这个组，请上来。生同学们好。我们小组做好了一个作品忘记带来了，不过也没关系。请同学们翻开28页。我们小组做的就是28页上面的那四个四边形。但是做完之后发现很不稳固。随便撩一下就会像要散架的样子。请同学们帮我们想个办法，看看怎么才会稳固。我在黑板上画出四个四边形。来。还有三个。这就是我们讨论的结构的形状。这两位同学已经帮我们找到能稳固四边形的办法了。师其实你刚才已经充分证明了结构的形状是对稳定性有影响的了。好，谢谢。那么大家一起帮他们小组汇报了结构的形状是影响就够稳定性的因素。他们做了一个相框，是四边形的相框。但是很明显，四边形的相框会怎么样生不稳定。师对，会摇晃。所以说他们就把这个相框画到黑板上请精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创11/14大家来解决，看看怎么样改变相框的形状才能使得这个相框更加稳定一点。那这些都是平面的，有没有同学有稍微不同于平面的想法改变这个相框形状的想法，立体的有没有生我来。师好，这位同学来。生大家可以看到这个是一本书。请看这里，这样子是不稳的。所以我把相框弄开来，这样一放，就可以见到奇迹，站稳了。师好，还有没有生还有，就是用两本书，弄成一个三角形，就可以让它稳定了。师好，非常好，谢谢。虽然相框都是四边形的，但是他很巧妙地将两个相框拼在一起成为一个立体的相框，这样它的结构也会怎么样也会稳定起来。好，大家来看下最后一个例子。那是我们生活中挺常见的，三脚架和A字梯。我们来看A字梯，假如它中间没有拉杆，就只有两边的脚的话，敢不敢站上去生不敢。师就很容易造成倾倒的现象。要是我们在中间加一个拉杆，它的稳定性自然就比刚才那个要好。那现实中我们还有一些比较常见的例子。比如说空调架。我们可以看到其精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创12/14他的一些支架它都是做成三角形的结构。为什么呢生比较稳定。师三角形是相对比较稳定的结构。那现在你们看。虽然这个现象是平常见不到的，有点夸大的表现，但是我们现在河源的公交也是比较拥挤。我们有没有让位这个习惯生有。师那么把位置让了之后，又把扶手让了之后，你们怎么在公共汽车上站着靠着墙三个人靠在一起也好，这就是改变你们作为一个结构的形状。三个人就组成了一个新的结构。那你一个人的话怎么改变形状对，把两个脚叉开，这样形状就改变了。还有一个方法呢对，不要趴下，趴下可能会被人踩到，这个时候可以蹲下去。这样重心就会比较低。好，现在我们新课知识点就已经基本上梳理完了。我们要将这些知识点加以应用。下面我们来看这4个应用探究题。请你们分小组任选一道题来讨论探究。师根据老师的了解，有两个小组是探究第一题，然后两个小组是探究第二题，第三第四都分别有一个小组在探究。非常好，那