结构的稳定性(案例)

1、课题：结构的稳定性一、教学目标：1、知识目标：理解结构稳定性的概念，掌握影响结构稳定性的因素。2、能力目标：能对物体的结构进行理论分析并通过技术试验分析影响结构稳定性的主要因素；能对结构提出合理化的设计，动手改造和革新物体的结构，培养学生的创新精神和实践能力。3、情感目标：通过分析讨论、合作学习，培养学生的团结合作精神，主动参与意识，体验学习乐趣；培养学生观察怀疑试验总结的研究思路；渗透安全教育、德育教育，培养学生实事求是、严谨负责的科学态度从而形成富有责任感的技术设计观。二、教学重点、难点1、重点：掌握影响结构稳定性的主要因素。2、难点：利用所学知识分析实际案例，解决实际问题。三、教学资源一

2、个不倒翁玩具、两个熟鸡蛋、三个矿泉水瓶、几本书、多媒体等四、教法设计开始采用激趣法，通过观察多媒体图片让同学思考为什么台风过后很多结构受到破坏比较严重，而有些结构基本没有损坏，从而引起学生对结构稳定性的兴趣。接下来结合生活事例，让学生主动观察或亲自动手试验，引导学生总结稳定性的概念，探究影响结构稳定性的两个主要因素。然后通过合作探究、能力拓展两个环节让学生把知识变为能力，让学生自己分析生活中的关于结构稳定性的实例，并动手改进结构的稳定性。五、教学过程(一)导入新课【大屏幕展示台风过后城市的浪迹场面】我国东南沿海地区经常有台风袭击，台风中心所到之处，一片狼藉，很多结构受到破坏，然而也有一部分结构

3、基本完好，这说明，有的结构稳定性好，有的结构稳定性不好。【学生观察归纳】图片中哪些物品稳定性好，哪些物品稳定性不好？【老师引出课题】为什么有些结构容易翻倒而有些不容易反倒?结构的稳定性跟哪些因素有关?我们又如何提高结构的稳定性而避免给我们带来不必要的损失?这说明结构的稳定性设计在我们的生产生活中是非常重要的。这节课我们就来讨论这些问题。(二)知识构建知识一：稳定性的概念（通过老师的试验展示，学生归纳总结）【老师出示不倒翁玩具并用手扳动】学生通过观察、总结稳定性概念结构的稳定性是指结构在外力的作用下，维持其平衡状态的能力。稳定指的不是状态的绝对不变，而是受到干扰后允许状态有所波动，但当扰动消失后

4、能重新返回到原始的平衡状态，则为稳定。不能回到原有的平衡状态，则为不稳定。知识二：影响稳定性的两个因素（每个因素都是通过试验归纳总结举例分析现实生活中的实例）【展示走钢丝图片】在走钢丝时，平衡杆举在头顶、置于胸前或置于腹部，哪种方法稳定？【老师展示教具，学生思考回答，然后试验验证】两个矿泉水瓶正立（一个装少量钢珠一个装面粉，但质量相同）哪个稳定?【通过试验得结论】重心位置越低，结构越稳定（影响结构稳定性的第一个因素）【老师提问】日常生活中，你还能说出哪些结构因为重心位置较低而稳定的例子？【学生讨论后回答】赛车、电风扇、篮球架等【老师展示教具，学生思考回答，然后吹气试验验证】三个矿泉水瓶均装满水

5、，分别为正立、倒立、横着水平放置，哪一个最稳？哪一个最不稳？为什么？【通过试验得结论】正立稳定，因为支撑面积大。横放最不稳定，因为横放的支撑面是一条直线。故得结论：支撑面积越大，结构越稳定（影响结构稳定性的第二个因素）【老师提问】还有哪些通过增大支撑面积大而增加稳定性的例子?【学生讨论后回答】电视塔、水库大坝、埃及金字塔、照相机支架、A字型梯等【老师展示教具，学生思考回答，然后试验验证】怎么把熟鸡蛋竖立起来?轻磕后可以，因为鸡蛋竖起来重心较高，希望回到重心较低的横放位置，但是当竖起来轻磕之后，支撑面由一个点变为一个面，增大了支撑面积。(此试验讲的是脑筋急转弯，是个逻辑问题，因为大家下意识的前提

6、是鸡蛋不能损坏，这也是创新意识，要打破传统凝固思维)【学生试验比赛】同学试着把书竖立起来，检验如何方式比较稳定。【总结】同样的一本书，把书页展开一定的角度，能较稳地竖立在课桌上。【结论】结构的稳定性与结构的形状有关【学生讨论后回答】举例：Z字型屏风，A字型梯，相片架，三角形支架等。【总结论】影响结构稳定性的主要因素：（1）重心位置的高低（2）结构与接触面所形成的支撑面的大小（3）结构的形状【老师设问】为什么有些结构看上去倾斜不稳，可实际是稳定的呢?例如：比萨斜塔【结论】结构稳定性的基本条件：重心所在点的垂线应落在结构支撑面内。【学生讨论分析】案例一、为什么三轮车装货物不可太偏后?案例二、运动员

7、跨栏时，为什么不可反方向跨越？案例三、当乘车时，如果没有座位，身边又没有可用的扶手，两脚站立，怎样维持稳定?案例四、单腿支撑的自行车，支撑脚及两轮与地面的接触点共同构成三点支撑，形成稳定结构。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(车身越倾斜)支撑面积越大，稳定性越好。但夹角也不能过小，否则单车的自身重心所在点的垂线将落在结构支撑面以外，也就无法保持平衡了。(四)能力拓展【老师设问】不稳定结构一定没有好处吗?【学生思考一】古时候农村用于打水的木桶如果做的非常对称，水桶到达水面将无法倾斜实现积水的目的，应该怎么办呢?【讨论回答】桶的边缘上配置一个重物或者把桶底

8、做成圆锥型，以减少支撑面积以实现自动翻倒打水。【学生思考二】如何利用结构的不稳定性制作一个地震预报装置呢？【讨论回答】把啤酒瓶把倒立，大地稍微震动，酒瓶就会倾倒，惊动室内的人，尽早感知地震。(五)总结提高【学生总结本节课的知识点，然后老师进行情感迁移】“结构”一词，对同学们来说可能并不陌生。在生物课中提到过：人体的结构；在政治课里有社会结构；在化学和物理中，有物质结构、分子结构、原子结构，在语文课里接触过：文章的结构，在地理课中有地质结构。看来，世界上的事物，大到宇宙，小到原子、分子；物质的，非物质的，都有其自身的结构。仅管它们各自的具体内容不一定相同。但是，它们的本质涵义却有相似之处。其实我们的人生也可以称为一个结构，所以我们在年轻的时候，在人生的初始阶段应该打好基础，尽量使自己人生结构的接触面越大越好，这样自己的人生才最稳定，最坚固