通用技术2课件(广东版)1.2探究结构课件

1、第二节第二节 探究结构探究结构教学目标：教学目标：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、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、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。美国塔科马大桥和明尼苏达州大桥坍塌事故.flv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容易翻倒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

2、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 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、影响结构稳定性的因素、影响结构稳定性的因素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？为什么大坝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

3、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。 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。 接触面支撑面结构的重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：结

4、构稳定性的基本条件结构稳定性的基本条件：重心所在点的垂线应落：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。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？ 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

5、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。 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？想一想：想一想： 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。【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

6、车是如何保持稳定的? ?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。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！运动状态下与静止状态下物体的稳定条件有所不同。运动状态下与

7、静止状态下物体的稳定条件有所不同。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？ 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。hGLFh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）基本概念1、内力：、内力：构件在外力作用下会变形，同时构件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

8、，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、应力：、应力：构件单位截面面积上所受的内力。构件单位截面面积上所受的内力。 = N/A应力，应力，N内力，内力，A截面面积截面面积3、强度：、强度：构件和材料抵抗破坏的能力。构件和材料抵抗破坏的能力。4、应力和强度的关系：、应力和强度的关系：用应力来衡量强度用应力来衡量强度应力应力应力小，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。（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

9、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。 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

10、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。 相同材料，相同截面积，不同截面形状的构件相同材料，相同截面积，不同截面形状的构件强度不同。强度不同。 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。铰连接：铰连接：被连接的构件在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：刚连接：被连接的构件在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

11、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

12、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

13、固程度等。连接技术和连接处的牢固程度等。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。吊兰支撑架的强度结构的变化可能导致功能的变化三、结构与功能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、结构稳定性结构稳定性：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

14、。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，结构的重心（重心越低越稳定，重心所在点的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、结构结构强度强度：构件和材料抵抗破坏的能力。：构件和材料抵抗破坏的能力。影响强度的因素影响强度的因素：材料：材料 、形状（、形状（结构的外部结构的外部形状和横截面形状）形状和横截面形状） 、材料连接方式、材料连接方式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

15、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、应力和强度的关系应力和强度的关系：用应力来衡量强度。：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、内力内力：构件在外力作用下会变形，同时构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、应力应力：构件单位截面面积上所受的内力。：构件单位截面面积上所受的内力。 = N/A应力，应力，N内力，内力，A横截面积横截面积巩固测试：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.构件 D.连接方式3 3、分别在一