影响结构稳定性的因素.ppt

东平高级中学刘云杰 第三节结构的稳定性 教学目标 1 知识与技能 理解稳定和结构稳定性的概念 通过实验分析总结出影响结构稳定性的主要因素 2 过程与方法 通过探究 实验 讨论 分析等教学方法 使学生懂得应用相关的理论知识 3 情感态度价值观 增强学生对结构稳定性的认识 培养创新品质 提高审美意识 导入新课 思考 为什么一只飞鸟能使一辆汽车坠入河中 看下面的图片说一下哪些事物是稳定的 哪些事物是不稳定的 稳定及结构稳定性的概念 稳定 指的不是状态绝对不变 而是指受扰后 允许状态有所波动 但当扰动消失后 能重新返回到原平衡状态 不能回到原有平衡状态 为不稳定 结构稳定性 是指结构具有阻碍翻倒或移动的特性 影响结构稳定性的因素一 探究实验一 从材料箱中拿出一张纸 动手做一下 如何让一张纸立起来 思考一 为什么屏风能稳定站立 结论一 结构的稳定性与它的几何形状有关 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 思考二 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 影响结构稳定性的因素二 探究实验二 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 研究不倒翁的结构 发现不倒翁的重心很低 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 探究三 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 结论二 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 意大利著名的比萨斜塔为什么不倒塌 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 注意 支撑面 接触面 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 1 从工具箱中拿出扑克牌 看看怎样堆才能堆的高一些 2 矿泉水瓶正立与倒立情况下不同的稳定性 动手做做 结论三 支撑面越大越稳定 观察下面的图片是如何来增加结构稳定性的 探究四 大风刮来时 相同形状大小的石凳子和木凳子哪个稳定性好 结论四 材料也是影响结构稳定性的一个因素 小组合作探究 从材料箱中任意拿出一样物品 说说它是怎样增加结构的稳定性的 以表格的形式提交 看看哪个小组做的又快又好 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 倒置的啤酒瓶可以预报地震 练习 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 2 货物应尽量放在船舱里还是甲板上 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 各小组提交本节课的课堂小结 作业 学会思考 静止状态自行车下的自行车和运动状态下的是如何保持稳定的 陀螺在静止状态下是不稳定的 运动状态下却是稳定的 如何解释 如何解释煮熟的鸡蛋旋转状态下的稳定性 邮箱 FZM LYJ 163 COM QQ 505570509 在静止情况下 自行车本身不能自我平衡 需要加一支撑脚 当由骑车人和自行车构成一个系统时 系统动起来之后 骑车人为系统注入动力 从而在自行车前进的时候 通过人的不断调节 自行车和骑车人与地面垂直 使自行车的重心落在车轮与地面接触的面积内 因此 在没有明显的外力干涉时 这一动态系统能够表现出一种稳定 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 屏幕显示比萨斜塔的图片 运动状态下与静止状态下物体的稳定条件有所不同 这个谜 直到本世纪八十年代初才解开 一位美国的物理系研究生 通过电脑进行复杂的运算 终于从理论上解决了 问题就出在旋转速度和摩擦上了 陀螺在旋转起来时 支持点周围也不免与支持面 桌面 产生摩擦 而这种旋转的物体总是使运动趋向于摩擦更小的状态 当陀螺摇摇晃晃地立起来 终于使一个尖端着地时 就逐渐达到了支持点面积最小 稳定旋转的状态 水平的能量转化成为绕对称轴旋转的动作 当然 由于摩擦 它的转速又会慢慢减小 然后开始摇晃 最后 倒下来 因为这时它要趋向重心更低 更稳定的状态 陀螺效应 凡是高速旋转的物体 都有一种使转动轴保持不变的能力 这种能力使得陀螺即使在不平的支持面上转动也不会倒下 教师演示滚动的硬币不倒 转动的陀螺不倒的演示试验 所以一旦自行车运动起来后 转动的车轮也具备这种能力 这种能力使得自行车即使发生了倾斜 也能自动地把自行车调整过来 这就是