结构与稳定性

1、结构与稳定性第二章 第一节 结构与稳定性江苏省常州市横山桥高级中学 单岁夫教学目标：1知识与技能 理解结构稳定性的概念，明确结构在静止或运动状态下稳定条件的不同。2过程与方法 能通过技术试验分析影响结构稳定性的主要因素并写出试验报告。3情感态度与价值观 通过分析讨论等方法得出结论，培养学生的观察、思维能力，主动参与意体验学习乐趣。渗透安全教育、德育教育。教学重点、难点及技术点重点：对结构稳定性的理解以及分析影响结构稳定性的主要因素难点：利用所学知识分析实际案例技术点：通过小试验，探究结构形状与稳定性的关系教学策略设计播放视频资料，介绍台风“黑格比”，广东、海南等省遭受台风，很多结构被破坏，让学

2、生亲身感受到结构被破坏的情景，然后，展示四幅台风过后的结构图片，再结合不倒翁演示试验，引起学生对影响结构稳定性因素的兴趣。接下来结合大量的学生熟悉的、身边的生活事例，借助于学生动手试验，引导学生探究影响结构稳定性的主要因素。让学生真正成为课堂的主人。本节课利用多媒体 不倒翁 矿泉水瓶 熟鸡蛋 军棋子 陀螺等教学资源。教学过程【师】下面请大家看一段视频资料【学生观看】视频录像，播放台风“黑格比”的实况录象【师】12年来最强的台风昨天在广东省登陆，台风过后是一片狼籍，很多结构被破坏，原有平衡被打破而出现不稳定现象。下面请大家继续看几幅图片。【大屏幕】展示四幅图片【师】这四幅图片反映了台风过后结构受

3、到影响的情况。然而遭受同样的台风，有的结构受到了破环，而有的结构却完好无损，这又说明，有的结构稳定，有的结构不稳定。今天咱们一起研究结构与稳定性问题引出课题【大屏幕】 结构与稳定性 【师】同学们在书上找出结构的稳定性的定义。【大屏幕】1、结构的稳定性：是指结构在负载的作用下，维持其平衡状态的能力。它是结构的重要性质之一。【师】谁能来解释“负载”、“平衡状态”？【生】“负载”可能是承受一定的力，“平衡状态”可能是物体不受力时的状态。【师】很好！结构的稳定性就是物体在受到外力的作用下，保持原有的状态的能力，能保持就较稳定，不能，就较不稳定。为什么有的结构比较稳定，而有的结构不稳定呢？影响结构稳定性

4、的主要因素有哪些？大家快速阅读书12至13页，找出影响结构稳定性的主要因素，并思考他们是如何影响的？能否结合实际例子说明。【生】影响结构稳定性的因素主要有：重心位置的高低，结构与地面接触所形成的支撑面的大小和结构的形状。重心越低越稳定，支撑面越大越稳定，形成三角形比较稳定。【师】很好，这三个因素是不是这样影响稳定性的呢？我给大家准备了一些图片和资料，我们一起来研究一下，【大屏幕】比萨斜塔(CAMPANILE DI PISA)是世界建筑史上的一大奇迹。由于塔身压力过重和地质松软，南面的地基比北面约低米。在施工期间塔身既出现轻微倾斜，随着工程的进度，倾斜度不断增加。到塔身建到第三层时，可明显看出倾

5、斜，曾一度停工。一百多年以后，经工程师托马索皮萨诺精心测量和计算，证明比萨斜塔虽倾斜，但不会倒塌，使工程继续按原设计继续施工，直到竣工。 【师】为什么比萨斜塔不会倒塌，是有什么因素决定的？【生】重心点的垂线位置，落在结构底面的范围内。【师】那么一个物体最多能倾斜到什么程度？【大屏幕】展示一长方体截面图不同倾斜度的图片【师】这几种情况下，松开手会怎样？这是什么因素影响了稳定性？【生】重心的射影落在物体底面范围内，就不会翻倒，落在外面就倒了。那重心的高低也影响稳定性呀。【师】重心的高低的确影响稳定性，下面我们来看一不倒翁为什么会不倒？【大屏幕】播放不倒翁为什么会不倒？的Flash动画。【师】所以重

6、心的位置包含着两层意思，即重心的高低和重心的射影是否在底面范围内。那么地面积是否越大就越稳定呢？【大屏幕】展示塔、水坝、台灯、落地电扇图片【生】肯定是底面积越大越稳定【大屏幕】展示一个边长为10cm的正方体和一50310cm的长方体【师】那一个稳定？【生】正方体【师】那一个底面积大？【生】长方体【师】那么为什么是底面积小的稳定呢？你们怎么解释。其实底面大小不是主要的，重要的是重心在底面的射影与底面边界的最短距离的大小，最短距离越大越稳定。我们把一个饮料瓶倒放没有正放稳定，就因为重心射影到盖子边界距离小，而到底的边界距离就相对大。【提问】 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

7、将会怎么样？【生】形状：稳定的结构，重心：落在两边的支撑脚与地面的范围内。结构不能固定，不稳定，容易失去平衡【大屏幕】展示野外勘探仪、屏风、单脚支撑的自行车、散热器图片【师】稳定结构的形状有很多，象三角形、Z字形、正六边形等【练习】1轮船上的货物是尽量放在甲板还是船舱？2在拥挤的公共汽车上，没有座位，没有把手的情况下如何能站稳？【生】1放在船舱里，这样重心就比较低，较稳定。放在甲板上重心较高，比较危险。 2可以蹲下，降低重心；或者两脚前后分开这样底面积较大而且重心也降低了。【师】很好，我们在考虑问题的时候要把各种因素综合起来，不能孤立地看待问题。因此，在设计制作一个结构时，为增加其稳定性，要充分考虑以上各因素。【师】刚才我们一起分析了结构的稳定性以及静止、运动状态下稳定的条件，并且结合事例认识到了稳定结构的好处，那么，不稳定结构一定没有好处吗？【大屏幕】展示地动仪、自制地动仪和打井水的吊桶【师】举例：在地震多发地区，人们将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。农村地区人们用水桶打水常常要在水桶口的边缘绑上一重物，水桶到水面时能自动翻倒打水。也是利用了不稳定结构。【大屏幕】走钢丝的演员、骑自行车、旋转的陀螺【师】结构的稳定性问题很多，比如走钢丝的演员也要保持平衡，骑自行