高中通用技術(shù)-結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與穩(wěn)定性教學(xué)課件設(shè)計(jì)

第一章第三節(jié)

《結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與穩(wěn)定性》

高二通用技術(shù)必修2

《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》

強(qiáng)度？歌曲欣賞：眾人劃槳開大船歌詞：一根筷子呀，輕輕被折斷

，十雙筷子牢牢抱成團(tuán)

-----一根筷子呀，輕輕被折斷，十雙筷子不容易被折斷，這是為什么呢？思考“結(jié)實(shí)”“我壞了一條腿，沒有原先穩(wěn)當(dāng)了?！狈€(wěn)定性學(xué)習(xí)目標(biāo)1、通過理解、記憶，熟練掌握結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性的概念。2、通過實(shí)驗(yàn)，了解影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的因素。3、通過實(shí)驗(yàn)，了解影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素?！竞献魈骄俊俊喴桌紬l實(shí)驗(yàn)小組完成

（教師分好組，選好同學(xué)甲為小組長，小組長將組內(nèi)成員分為1號(hào)2號(hào)3號(hào)4號(hào)5號(hào)6號(hào)）實(shí)驗(yàn)步驟：1、取窄布條（白色），一小組成員甲手持彈簧秤，小組成員1號(hào)將布條掛于秤上

，并對(duì)布條施加拉力，直至布條拉斷為止，觀察布條結(jié)構(gòu)的形變情況。成員2號(hào)3號(hào)觀察并記錄拉斷所需要的力大小，成員4號(hào)5號(hào)6號(hào)負(fù)責(zé)安全監(jiān)督以及代表小組發(fā)言。2、取寬布條（白色），重復(fù)（1）過程并記錄拉斷布條所用的力的大小。（用質(zhì)量kg表示）

3、填寫表格：拉斷所需力（用質(zhì)量kg表示）窄布條寬布條結(jié)論：拉斷布條所需力的大小與

有關(guān)。。

一、應(yīng)力和強(qiáng)度內(nèi)力：結(jié)構(gòu)內(nèi)部分子抵抗變形的力。應(yīng)力：作用在單位面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力。應(yīng)力公式：σ=N/S（N為內(nèi)力，S為構(gòu)件截面積。單位為N/mm2或N/cm2）強(qiáng)度:結(jié)構(gòu)承受外力時(shí)抵抗破壞的能力。應(yīng)力與強(qiáng)度的關(guān)系：強(qiáng)度可用應(yīng)力來衡量。同一截面積，容許應(yīng)力越大，強(qiáng)度越大。

拉斷寬布條所需要的力比較大的原因

：因?yàn)閷挷紬l截面積

，應(yīng)力

，強(qiáng)度

，不易變形。

大小大試解釋：運(yùn)用應(yīng)力，解釋粗繩比細(xì)繩“結(jié)實(shí)”的問題。繩越粗，越難被拉斷。受力截面積大，應(yīng)力小，變形就小，抗拉強(qiáng)度大.材料紙杯鋼杯塑料杯用手捏下列杯子，誰容易變形？

材料:材料不同，強(qiáng)度就不同。二、影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的因素閱讀25頁材料1和2，思考交流回答問題1.花桿支柱最薄弱的地方在哪里？2.如果置于上板面的荷載超過桿件的承受能力，桿件會(huì)發(fā)生什么樣的變形？3.什么影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度？ABC

形狀:結(jié)構(gòu)的形狀略有改變，強(qiáng)度就會(huì)改變。包括結(jié)構(gòu)外部形狀與結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面形狀。形狀空調(diào)安裝架生活中的例子鉸連接：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對(duì)移動(dòng)，但可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，具體有松螺栓、松鉚等。連接方式螺栓連接

剛連接：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對(duì)移動(dòng)，也不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，具體有榫接、膠接、焊接等。膠接榫接材料的連接方式：不同的連接方式，受力傳遞方式和效果不一樣，結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度也不同。焊接我來試一試在自行車各部件之間的連接中,三角架屬于_________連接；剎車連桿之間屬于_________連接；輻條與鋼圈之間屬于_______________連接。剛連接；鉸連接鉸連接。影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的幾個(gè)主要因素結(jié)構(gòu)的形狀使用的材料構(gòu)件之間的連接方式結(jié)構(gòu)外部形狀結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面形狀鉸連接剛連接總結(jié)總結(jié)在日常生活中，我們時(shí)常會(huì)看到翻到在地的物體。是什么原因出現(xiàn)了圖上所示的現(xiàn)象？

在臺(tái)風(fēng)來之前它是穩(wěn)定的！是什么原因出現(xiàn)了不平衡狀態(tài)？

那到底什么樣的結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的，什么樣的結(jié)構(gòu)又是不穩(wěn)定的？物體穩(wěn)定與不穩(wěn)定的程度又如何評(píng)價(jià)？三、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

1、穩(wěn)定：指的不是狀態(tài)不變，而是指受擾后，允許狀態(tài)有所波動(dòng)，但當(dāng)擾動(dòng)消失后，能重新返回到原平衡狀態(tài)，則為穩(wěn)定。2、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性：是指結(jié)構(gòu)在負(fù)載的作用下，維持原有平衡狀態(tài)的能力。結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與什么因素有關(guān)？想一想：

填表說明下表中的物體有可能因受哪些力的作用而出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，并根據(jù)你的生活經(jīng)驗(yàn)，簡要說明原因。馬上行動(dòng)物體受到的外力不穩(wěn)定的主要因素廣告牌

落地?zé)舻仔】诖蟮目罩窈t重力、風(fēng)力底座小、重心高、受風(fēng)面積大重力、撞擊力底座小、重心高重力、撞擊力底座小、重心高四、影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素[小試驗(yàn)1]拿一本書，讓它直立在桌面上，它馬上傾倒了，顯然，其穩(wěn)定性不好。同樣的一本書，把它的下端各書頁展開一定的角度，仍舊將它直立在桌面上，它就能很好的挺立住。因素一：支撐面積的大小1.穩(wěn)定性與支撐面積的大小有關(guān)支撐面越大越穩(wěn)定，越小越不穩(wěn)定。A.落地電風(fēng)扇或者賓館里的落地?zé)?，它們都有一個(gè)比較大的底座。結(jié)構(gòu)的底座，結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面大,穩(wěn)定。B：為什么大壩的橫截面總是建成梯形？

大壩需要承受很大的力的作用，如自身的重力，水的沖擊力、壓力等等，要起到防洪的作用，大壩必須要求非常穩(wěn)固。大壩建成梯形，增大了與地面接觸所形成的支撐面，支撐面越大越堅(jiān)實(shí)，穩(wěn)定性就越好。C.為什么許多課桌椅的支撐腳要做成往外傾斜？

這是為了進(jìn)一步增大與地面接觸所形成的支撐面積，增加穩(wěn)定性。注意：支撐面≠接觸面。接觸面:是物體與地面接觸形成的面。支撐面:是物體與地面接觸形成支撐點(diǎn)的連線與地面構(gòu)成的面。接觸面支撐面2．結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與重心位置有關(guān)。物體重心越低越穩(wěn)定。因素二：重心位置A.不倒翁為什么不倒？如果在它脖子上掛上一定數(shù)量的鐵環(huán)，它還會(huì)不倒嗎？

不倒翁的重心很低，就在它與地面的接觸點(diǎn)上，所以不倒，如果往它的脖子掛上鐵環(huán)，它的重心位置升高了，當(dāng)鐵環(huán)達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，不倒翁就不在是不倒翁了。重心的高低影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。重心越低,穩(wěn)定性越好;重心越高,穩(wěn)定性越差。

比薩斜塔向南傾斜大約5.5o，這意味著斜塔第七層的柱子比第一層要探出大約4.5m。由于地基的不穩(wěn)定性質(zhì)，塔已經(jīng)平均下沉了2.8m，塔的北端和南端已分別下沉了1.86m和3.75m。塔的傾斜使建筑底層部分垂直壓力產(chǎn)生了危險(xiǎn)的集中，塔的拉力已使螺旋型樓梯的臺(tái)階和天花板產(chǎn)生了裂縫。1590年，意大利的偉大科學(xué)家伽俐略，曾在斜塔的頂層做過自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，讓兩個(gè)重量相差10倍的鐵球，同時(shí)從塔頂落下，結(jié)果，兩球同時(shí)著地，得出“物體下落速度與重量成正比”的理論。而他用來做實(shí)驗(yàn)的斜塔也因而更加聞名遐邇。

B.

比薩斜塔為什么不倒塌？

通過分析長方體重心的垂線位置與穩(wěn)定性示意圖，我們不難發(fā)現(xiàn)，比薩斜塔不倒的原因是它的重心所在點(diǎn)的垂線落在塔的底面的范圍內(nèi)。當(dāng)塔傾斜到一定程度，重心的垂線不再落在塔的底面時(shí)，塔就會(huì)傾倒。結(jié)構(gòu)重心的位置：結(jié)構(gòu)重心所在點(diǎn)的垂線是否落在結(jié)構(gòu)底面的范位內(nèi)，落在就是穩(wěn)定的，沒有就是不穩(wěn)定的。

一摞書，整齊放置時(shí)的穩(wěn)如泰山；另一種放法,每本都往一邊慢慢往外放置，到一定程度時(shí)一摞書就全倒了。以組為單位，將一摞書每一本都慢慢往外放置，直至最大極限。[小試驗(yàn)2]

遼寧瑞州古塔，現(xiàn)存塔身高10米，塔身向東北方向傾斜12度，塔尖水平位移1.7米。該塔建成之后雖幾經(jīng)地震與洪水破壞，卻始終斜而不倒，堪稱奇跡。小資料：中國的斜塔A、A字形梯為什么載人時(shí)能夠保持穩(wěn)定？如果沒有梯子中間的拉桿將會(huì)怎么樣？

一般情況下，梯子打開的時(shí)候，梯面與地面組成三角形，梯子本身就能站得穩(wěn)。當(dāng)連接兩個(gè)梯面的橫桿拉直時(shí)，兩個(gè)梯面的上半部分就與橫桿構(gòu)成了穩(wěn)定的三角形，這就進(jìn)一步加強(qiáng)了梯子的穩(wěn)定性，保證梯子能承受人體的壓力。如果沒有梯子中間的拉桿，載人時(shí)就不能保持穩(wěn)定。因素三：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與它的幾何形狀有關(guān)。

因?yàn)槿侵Ъ芘c地面有三個(gè)接觸點(diǎn)，形成的三角形結(jié)構(gòu)使照相機(jī)的支撐架更容易穩(wěn)定。B、照相機(jī)的支撐架為什么常使用三腳架而不用其他形狀？上海東方明珠塔的結(jié)構(gòu)成錐型結(jié)，

保證上面的球型建筑的穩(wěn)定。

練習(xí):在擁擠的公共汽車上已沒有座位，你必須站著，而扶手你讓給了旁邊的老人，你在公共汽車上要如何才能保持自己的沒摔倒？人的身體的穩(wěn)定性取決于支撐面的大小和人體姿勢重心的高低，在一定范圍內(nèi)，兩腳分得越開，則重心越低，支撐面變大，越穩(wěn)定！我是小小設(shè)計(jì)師！【學(xué)以致用】——設(shè)計(jì)簡易置物架

以小組為單位，每組提供四根等長的毛根，利用毛根制作簡易置物架。

設(shè)計(jì)目標(biāo)