結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性

1、結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性第二章 第一節(jié) 結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性江蘇省常州市橫山橋高級(jí)中學(xué) 單歲夫教學(xué)目標(biāo)：1知識(shí)與技能 理解結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的概念，明確結(jié)構(gòu)在靜止或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下穩(wěn)定條件的不同。2過程與方法 能通過技術(shù)試驗(yàn)分析影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素并寫出試驗(yàn)報(bào)告。3情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過分析討論等方法得出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思維能力，主動(dòng)參與意體驗(yàn)學(xué)習(xí)樂趣。滲透安全教育、德育教育。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及技術(shù)點(diǎn)重點(diǎn)：對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的理解以及分析影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素難點(diǎn)：利用所學(xué)知識(shí)分析實(shí)際案例技術(shù)點(diǎn)：通過小試驗(yàn)，探究結(jié)構(gòu)形狀與穩(wěn)定性的關(guān)系教學(xué)策略設(shè)計(jì)播放視頻資料，介紹臺(tái)風(fēng)“黑格比”，廣東、海南等省遭受臺(tái)風(fēng)，很多結(jié)構(gòu)被破壞，讓學(xué)

2、生親身感受到結(jié)構(gòu)被破壞的情景，然后，展示四幅臺(tái)風(fēng)過后的結(jié)構(gòu)圖片，再結(jié)合不倒翁演示試驗(yàn)，引起學(xué)生對(duì)影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性因素的興趣。接下來結(jié)合大量的學(xué)生熟悉的、身邊的生活事例，借助于學(xué)生動(dòng)手試驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生探究影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素。讓學(xué)生真正成為課堂的主人。本節(jié)課利用多媒體 不倒翁 礦泉水瓶 熟雞蛋 軍棋子 陀螺等教學(xué)資源。教學(xué)過程【師】下面請(qǐng)大家看一段視頻資料【學(xué)生觀看】視頻錄像，播放臺(tái)風(fēng)“黑格比”的實(shí)況錄象【師】12年來最強(qiáng)的臺(tái)風(fēng)昨天在廣東省登陸，臺(tái)風(fēng)過后是一片狼籍，很多結(jié)構(gòu)被破壞，原有平衡被打破而出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。下面請(qǐng)大家繼續(xù)看幾幅圖片?！敬笃聊弧空故舅姆鶊D片【師】這四幅圖片反映了臺(tái)風(fēng)過后結(jié)構(gòu)受

3、到影響的情況。然而遭受同樣的臺(tái)風(fēng)，有的結(jié)構(gòu)受到了破環(huán)，而有的結(jié)構(gòu)卻完好無損，這又說明，有的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，有的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。今天咱們一起研究結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性問題引出課題【大屏幕】 結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性 【師】同學(xué)們?cè)跁险页鼋Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的定義?！敬笃聊弧?、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性：是指結(jié)構(gòu)在負(fù)載的作用下，維持其平衡狀態(tài)的能力。它是結(jié)構(gòu)的重要性質(zhì)之一?！編煛空l能來解釋“負(fù)載”、“平衡狀態(tài)”？【生】“負(fù)載”可能是承受一定的力，“平衡狀態(tài)”可能是物體不受力時(shí)的狀態(tài)。【師】很好！結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性就是物體在受到外力的作用下，保持原有的狀態(tài)的能力，能保持就較穩(wěn)定，不能，就較不穩(wěn)定。為什么有的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，而有的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定呢？影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

4、的主要因素有哪些？大家快速閱讀書12至13頁，找出影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素，并思考他們是如何影響的？能否結(jié)合實(shí)際例子說明?！旧坑绊懡Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素主要有：重心位置的高低，結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面的大小和結(jié)構(gòu)的形狀。重心越低越穩(wěn)定，支撐面越大越穩(wěn)定，形成三角形比較穩(wěn)定?！編煛亢芎茫@三個(gè)因素是不是這樣影響穩(wěn)定性的呢？我給大家準(zhǔn)備了一些圖片和資料，我們一起來研究一下，【大屏幕】比薩斜塔(CAMPANILE DI PISA)是世界建筑史上的一大奇跡。由于塔身壓力過重和地質(zhì)松軟，南面的地基比北面約低米。在施工期間塔身既出現(xiàn)輕微傾斜，隨著工程的進(jìn)度，傾斜度不斷增加。到塔身建到第三層時(shí)，可明顯看出傾

5、斜，曾一度停工。一百多年以后，經(jīng)工程師托馬索皮薩諾精心測(cè)量和計(jì)算，證明比薩斜塔雖傾斜，但不會(huì)倒塌，使工程繼續(xù)按原設(shè)計(jì)繼續(xù)施工，直到竣工。 【師】為什么比薩斜塔不會(huì)倒塌，是有什么因素決定的？【生】重心點(diǎn)的垂線位置，落在結(jié)構(gòu)底面的范圍內(nèi)?！編煛磕敲匆粋€(gè)物體最多能傾斜到什么程度？【大屏幕】展示一長(zhǎng)方體截面圖不同傾斜度的圖片【師】這幾種情況下，松開手會(huì)怎樣？這是什么因素影響了穩(wěn)定性？【生】重心的射影落在物體底面范圍內(nèi)，就不會(huì)翻倒，落在外面就倒了。那重心的高低也影響穩(wěn)定性呀?！編煛恐匦牡母叩偷拇_影響穩(wěn)定性，下面我們來看一不倒翁為什么會(huì)不倒？【大屏幕】播放不倒翁為什么會(huì)不倒？的Flash動(dòng)畫?！編煛克灾?/p>

6、心的位置包含著兩層意思，即重心的高低和重心的射影是否在底面范圍內(nèi)。那么地面積是否越大就越穩(wěn)定呢？【大屏幕】展示塔、水壩、臺(tái)燈、落地電扇圖片【生】肯定是底面積越大越穩(wěn)定【大屏幕】展示一個(gè)邊長(zhǎng)為10cm的正方體和一50310cm的長(zhǎng)方體【師】那一個(gè)穩(wěn)定？【生】正方體【師】那一個(gè)底面積大？【生】長(zhǎng)方體【師】那么為什么是底面積小的穩(wěn)定呢？你們?cè)趺唇忉?。其?shí)底面大小不是主要的，重要的是重心在底面的射影與底面邊界的最短距離的大小，最短距離越大越穩(wěn)定。我們把一個(gè)飲料瓶倒放沒有正放穩(wěn)定，就因?yàn)橹匦纳溆暗缴w子邊界距離小，而到底的邊界距離就相對(duì)大?！咎釂枴?A字形梯為什么載人時(shí)能夠保持穩(wěn)定？如果沒有梯子中間的拉桿

7、將會(huì)怎么樣？【生】形狀：穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，重心：落在兩邊的支撐腳與地面的范圍內(nèi)。結(jié)構(gòu)不能固定，不穩(wěn)定，容易失去平衡【大屏幕】展示野外勘探儀、屏風(fēng)、單腳支撐的自行車、散熱器圖片【師】穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的形狀有很多，象三角形、Z字形、正六邊形等【練習(xí)】1輪船上的貨物是盡量放在甲板還是船艙？2在擁擠的公共汽車上，沒有座位，沒有把手的情況下如何能站穩(wěn)？【生】1放在船艙里，這樣重心就比較低，較穩(wěn)定。放在甲板上重心較高，比較危險(xiǎn)。 2可以蹲下，降低重心；或者兩腳前后分開這樣底面積較大而且重心也降低了?！編煛亢芎茫覀?cè)诳紤]問題的時(shí)候要把各種因素綜合起來，不能孤立地看待問題。因此，在設(shè)計(jì)制作一個(gè)結(jié)構(gòu)時(shí)，為增加其穩(wěn)定性，要充分考慮以上各因素?！編煛縿偛盼覀円黄鸱治隽私Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及靜止、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下穩(wěn)定的條件，并且結(jié)合事例認(rèn)識(shí)到了穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的好處，那么，不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)一定沒有好處嗎？【大屏幕】展示地動(dòng)儀、自制地動(dòng)儀和打井水的吊桶【師】舉例：在地震多發(fā)地區(qū)，人們將酒瓶之類的物體倒置在地上，利用這一不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)地震的功能。農(nóng)村地區(qū)人們用水桶打水常常要在水桶口的邊緣綁上一重物，水桶到水面時(shí)能自動(dòng)翻倒打水。也是利用了不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。【大屏幕】走鋼絲的演員、騎自行車、旋轉(zhuǎn)的陀螺【師】結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題很多，比如走鋼絲的演員也要保持平衡，騎自行