通用技术课件广东版探究结构

1、第二节第二节 探究结构探究结构 教学目标：教学目标： 1 1、了解结构稳定性和结构强度的概念。、了解结构稳定性和结构强度的概念。 2 2、理解影响结构稳定性和结构强度的主要因、理解影响结构稳定性和结构强度的主要因 素，区分结构稳定性和结构强度。素，区分结构稳定性和结构强度。 3 3、了解内力和应力的概念，知道内力和应力、了解内力和应力的概念，知道内力和应力 的关系。的关系。 通用技术课件广东版探究结构 美国塔科马大桥和明尼苏达州大桥坍塌事故.flv 通用技术课件广东版探究结构 台台 风风 过过 后后 物体受到 外力作用，原 有的平衡状态 被打破出现的 不稳定现象。 超高的车辆容易翻倒超高的车辆

2、容易翻倒 通用技术课件广东版探究结构 1 1、结构稳定性含义：、结构稳定性含义： 结构在荷载作用下维持其原结构在荷载作用下维持其原 有平衡形式的能力。有平衡形式的能力。 一、结构的稳定性一、结构的稳定性 通用技术课件广东版探究结构 结构的支撑面积结构的支撑面积 支撑面积越大，越稳定支撑面积越大，越稳定 问题：问题： 哪个稳哪个稳 定性更定性更 好？为好？为 什么？什么？ 2 2、影响结构稳定性的因素、影响结构稳定性的因素 通用技术课件广东版探究结构 1、为什么大坝的横截面总是建成梯形的？ 想一想：想一想： 2、为什么许多课桌椅的支撑脚要做成往 外倾斜的？ 通用技术课件广东版探究结构 为什么大坝

3、的横截面总是建成梯形？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。 为什么许多课桌椅的支撑脚要做成往外倾斜？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。 通用技术课件广东版探究结构 接触面与支撑面的区别 接触面接触面是物体与地面接触形成的面。 支撑面支撑面是物体与地面接触形成支撑的点 的连线与地面构成的面。 接触面 支撑面 通用技术课件广东版探究结构 结构的重

4、心位置结构的重心位置 重心越低，越稳定重心越低，越稳定 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。这是利用了 什么原理？由此你得出什么结论？ 独脚茶几的高度设计得比较低，底座采用较重的 材料（如大理石），台面采用比底座轻的材料（如木 材），使茶几的重心降低，以提高稳定性。 想一想：想一想： 通用技术课件广东版探究结构 结构稳定性的基本条件：重心所在点的垂线应落结构稳定性的基本条件：重心所在点的垂线应落 在结构在结构支撑面支撑面内。内。 【思考思考】比萨斜塔为何斜而比萨斜塔为何斜而 不倒？不倒？ 重心所在重心所在 点的垂线点的垂线 落在结构落在结构 支撑面内支

5、撑面内 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。 通用技术课件广东版探究结构 巩固提高巩固提高 观察学校的篮球架，并思考篮球架要有较 高的稳定性，可以怎样做？ 通用技术课件广东版探究结构 结构的几何形状结构的几何形状 三角形稳定性。三角形稳定性。 照相机的支撑架照相机的支撑架 常使用三角架而不常使用三角架而不 用其他形状，是因用其他形状，是因 为三角支架与地面为三角支架与地面 有三个接触点，形有三个接触点，形 成的三角结构使照成的三角结构使照 相机的支撑架更容相机的支撑架更容 易稳定。易稳定。 通用技术课件广东版探究结构 A字形梯为什么 载人时能够保持 稳定？ 如果没有

6、梯子中 间的拉杆将会怎 么样？ 想一想：想一想： No Image 通用技术课件广东版探究结构 A A字形梯为什么载人时能够保持稳定？如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？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。 通用技术课件广东版探究结构 【思考思考】1. 1.静态的自行车是如何保持稳定的静态的自行车是如何保持稳

7、定的? ? 双脚支撑双脚支撑的支撑架与地面之间有两个接触点，这两点与前轮和 地面的接触点构成三点支撑形式，自行车的重心落在前轮与支 撑架构成的支撑面内，它是稳定的。 单脚支撑单脚支撑形式的支撑脚和地面的接触点与前、后轮和地面之间 的接触点共同构成三点支撑，在地面形成ABC。它的稳定程 度取决于单脚支撑架的倾斜度，在一定范围内，支撑架与地面 的夹角越小（自行车的车身越斜），ABC的面积越大，自行 车的重心容易落在三角形内，稳定性越好。 通用技术课件广东版探究结构 2. 2.自行车骑起来时，只有两个支撑点，为什么不会倒？自行车骑起来时，只有两个支撑点，为什么不会倒？ 注意！注意！ 运动状态下与静止

8、状态下物体的稳定条件有所不同。运动状态下与静止状态下物体的稳定条件有所不同。 3. 3.陀螺静止状态会倾倒，而高速旋转时却可以立起来？陀螺静止状态会倾倒，而高速旋转时却可以立起来？ 通用技术课件广东版探究结构 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。如在地震多发 地区，人们将啤酒瓶之类的物体倒置在地上，利用这 一不稳定的结构实现预报地震的功能。 通用技术课件广东版探究结构 h GLFh平衡保持不变，反之跨栏就要绕O轴按逆时针方 向转动。 对跨栏过程的分析： 二、结构的强度二、结构的强度 （一）基本概念（一）

9、基本概念 1 1、内力：构件在外力作用下会变形，同时构件、内力：构件在外力作用下会变形，同时构件 内部各质点之间的相互作用力发生了改变，内部各质点之间的相互作用力发生了改变， 这种作用力的改变称作内力。这种作用力的改变称作内力。 2 2、应力：构件单位截面面积上所受的内力。、应力：构件单位截面面积上所受的内力。 = N/A = N/A 应力，应力，N N内力，内力，AA截面面积截面面积 3 3、强度：构件和材料抵抗破坏的能力。、强度：构件和材料抵抗破坏的能力。 4 4、应力和强度的关系：用应力来衡量强度应力、应力和强度的关系：用应力来衡量强度应力 应力小，变形就小，抗变形能力就大。应力小，变形

10、就小，抗变形能力就大。 通用技术课件广东版探究结构 （二）（二） 影响结构强度的几个主要因素影响结构强度的几个主要因素 结构的形状结构的形状 使用的材料使用的材料 构件之间的连接方式构件之间的连接方式 结构外部形状结构外部形状 结构的横截面形状结构的横截面形状 铰连接铰连接 刚连接刚连接 通用技术课件广东版探究结构 1 1、使用的材料、使用的材料 结构的强度与材料有关结构的强度与材料有关 纸杯 钢杯 塑料杯 通用技术课件广东版探究结构 混凝土材料混凝土材料 使用钢筋混凝土结构的好处是什么？使用钢筋混凝土结构的好处是什么？ 混凝土抗压性能较好，而抗拉能力就比钢筋要小得 多。因此在制造时可在梁的受

11、拉区放置钢筋，组成钢 筋混凝土梁，在这种梁中，钢筋受拉，混凝土受压， 它们合理组成一个整体，共同承担载荷的作用。 通用技术课件广东版探究结构 2 2、结构的形状、结构的形状: : 注意：结构形状对强度的影响有两点，一是结构注意：结构形状对强度的影响有两点，一是结构 的外部形状，二是结构的横截面形状。的外部形状，二是结构的横截面形状。 三角形结构结实、稳定，所 用材料最少。 A字形梯不采用铝合金薄片， 而采用长方形截面的构件。 说明构件截面的形状影响着 结构的强度。 通用技术课件广东版探究结构 相同材料，相同截面积，不同截面形状的构件强相同材料，相同截面积，不同截面形状的构件强 度不同。度不同。

12、 通用技术课件广东版探究结构 几种不同截面形状的构件型材在相同结构强度的情况 下，具有用料少，质量轻等优点，被广泛应用。 通用技术课件广东版探究结构 铰连接：被连接的构件在连接铰连接：被连接的构件在连接 处不能相对移动，但可相对转处不能相对移动，但可相对转 动。动。具体有松螺栓、松铆等。具体有松螺栓、松铆等。 刚连接：被连接的构件在连接刚连接：被连接的构件在连接 处既不能相对移动，也不能相处既不能相对移动，也不能相 对转动。对转动。具体有榫接、胶接、焊接、具体有榫接、胶接、焊接、 铆接、螺接等。铆接、螺接等。 结构构件的连接通常有以下两类：结构构件的连接通常有以下两类： 3 3、构件之间的连接

13、方式：、构件之间的连接方式： 结构的连接是指通过一定的连接物将构件组结构的连接是指通过一定的连接物将构件组 成整体结构。成整体结构。 铰接铰接 伞骨间伞骨间 的连接的连接 铆接铆接 金属框架连接金属框架连接 不易焊接铝板不易焊接铝板 连接连接 螺栓和螺栓和 螺母螺母 榫接榫接榫接榫接 胶接胶接 黏接黏接 金属材料与其他材料的联接，金属材料与其他材料的联接， 有间隙存在的金属件之间的连接，有间隙存在的金属件之间的连接， 补修金属件的破损补修金属件的破损 焊接焊接 锡焊锡焊 电焊电焊 气焊气焊 焊接电路板电子元件焊接电路板电子元件 连接铜（铁）材料的连接铜（铁）材料的 小型件小型件 连接承受强度较

14、大金连接承受强度较大金 属件属件 连接受力大金属件连接受力大金属件 自行车车架的连接自行车车架的连接 通用技术课件广东版探究结构 坍塌前的彩虹桥 彩 虹 桥 坍 塌 后 的 惨 状 坍塌原因：彩虹桥的主要受力拱架钢管焊接不合坍塌原因：彩虹桥的主要受力拱架钢管焊接不合 格，存在严重缺陷，个别焊缝有陈旧裂痕。格，存在严重缺陷，个别焊缝有陈旧裂痕。 构件连接处的强度是影响整个结构强度和稳定性构件连接处的强度是影响整个结构强度和稳定性 的重要因素。构件连接处的强度取决于它的连接方式、的重要因素。构件连接处的强度取决于它的连接方式、 连接技术和连接处的牢固程度等。连接技术和连接处的牢固程度等。 通用技术

15、课件广东版探究结构 从材料形状方面考虑，吊兰 用的是三角形支架而不是其 它形状是因为三角形结构结 实、稳定，所用材料最少。 从材料方面考虑，吊兰的三 角形支架使用的是钢管而不 是木条或塑料，是因为钢管 抗拉性能好。 从连接方式考虑，吊兰的三 角形支架的构件是焊接的而 不是捆绑的，是因为这种连 接方式更牢固。 吊兰支撑架的强度 通用技术课件广东版探究结构 结构的变化可能导致功能的变化 三、结构与功能 通用技术课件广东版探究结构 雨伞与拐杖 一把撑开的雨伞，是 通过伞的骨架和伞面 的受力以实现遮风挡 雨功能的，而收起的 伞则可以通过伞的主 干骨受力实现拐杖的 功能。 【小结小结 】 1 1、结构稳

16、定性：结构在荷载作用下维持其原、结构稳定性：结构在荷载作用下维持其原 有平衡形式的能力。有平衡形式的能力。 影响结构稳定性的因素：影响结构稳定性的因素： 结构的支撑面积（支撑面积越大，越稳定）结构的支撑面积（支撑面积越大，越稳定） 结构的重心（重心越低越稳定，重心所在点的结构的重心（重心越低越稳定，重心所在点的 垂线落在结构支撑面内）垂线落在结构支撑面内） 结构的形状（三角形的稳定性）结构的形状（三角形的稳定性） 2 2、结构强度：构件和材料抵抗破坏的能力。、结构强度：构件和材料抵抗破坏的能力。 影响强度的因素：材料影响强度的因素：材料 、形状（结构的外部、形状（结构的外部 形状和横截面形状）

17、形状和横截面形状） 、材料连接方式、材料连接方式 通用技术课件广东版探究结构 3 3、强度与稳定性的联系与区别：、强度与稳定性的联系与区别： 稳定性是研究物体的保持平衡状态的能力，稳定性是研究物体的保持平衡状态的能力， 强度是研究不被外力破坏的能力。强度是研究不被外力破坏的能力。 4 4、应力和强度的关系：用应力来衡量强度。、应力和强度的关系：用应力来衡量强度。 应力小，变形就小，抗变形能力就大。应力小，变形就小，抗变形能力就大。 5 5、内力：构件在外力作用下会变形，同时构、内力：构件在外力作用下会变形，同时构 件内部各质点之间的相互作用力发生了改变，件内部各质点之间的相互作用力发生了改变， 这种作用力的改变称作内力。这种作用力的改变称作内力。 6 6、应力：构件单位截面面积上所受的内力。、应力：构件单位截面面积上所受的内力。 = N/A = N/A 应力，应力，NN内力，内力，AA横截面积横截面积 通用技术课件广东版探究结构 巩固测试：巩固测试： 1 1、我们常用的A形梯不直接采用铝合金片，而用长方形截 面的铝合金构件，这说明影响结构强度的是（ ） A.构件截面的形状 B.材料 C.重心的高低 D.连接方式 2 2、空调的外机支架通常采用三角形结构，而不用一根直 杆挑起的结构，这说明以下哪个因素影响着结构强度（ ） A.材料 B.形状 C.构