第一章 结构与设计 第三课时 结构强度的分析
第一章 结构与设计
第三课时 结构强度的分析
【学习目标】
1、
【课程导入】
我们
【学习过程】
一、教师:前一节课我们学习了结构的基本知识,对结构有了初步的认识。大家知道结构是无处不在的,(观看幻灯片)注意观察这些结构,请同学回忆什么是结构?
学生发言:结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
学生发言:从力学角度来说,结构是指可以承受一定力的架构形态,它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
教师:(观看幻灯片)来看一下这些图片,在日常生活中,我们时常会看到翻到在地的物体。是什么原因出现了图上所示的现象?
学生发言:这些物体失去了平衡。
教师:在台风来之前它是稳定的!是什么原因出现了不平衡状态?
学生发言:是台风把它们吹倒了!
[引出问题]:那到底什么样的结构是稳定的,什么样的结构又是不稳定的?
第二节 稳固结构的探析
二)、新课内容:
结构的稳定性是指结构在负载的作用下,维持原有平衡状态的能力。
台风过后,部分结构却完好无损,这又说明,有的结构稳定,有的结构不稳定。
想一想:
结构的稳定性与什么因素有关?
填表说明下表中的物体有可能因受哪些力的作用而出现不稳定现象,并根据你的生活经验,简要说明原因。(p012)
物体
受到的外力
不稳定的主要因素
广告牌
重力、风力
底座小、重心高、受风面积大
落地灯
重力、撞击力
底座小、重心高
底小口大的空竹篓
重力、撞击力
底座小、重心高
(一)影响结构稳定性的主要因素:
[实验探究1]:
学生拿一本书,让它直立在桌面上,它马上倾倒了,显然,其稳定性不好。
同样的一本书,把它的下端各书页展开一定的角度,仍旧将它直立在桌面上,它就能很好的挺立住。
因素一:支撑面积的大小
1. 稳定性与支撑面积的大小有关
支撑面越大越稳定,越小越不稳定。
a.落地电风扇或者宾馆里的落地灯,它们都有一个比较大的底座。
[引导学生得出结论]:结构的底座,结构与地面接触所形成的
b:为什么大坝的横截面总是建成梯形?
生:思考回答
师: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。
c.为什么许多课桌椅的支撑脚要做成往外倾斜?
生:思考回答
师: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。从而引导学生得出结论:结构的稳定性与支撑面积大小有关。
注意:支撑面≠接触面。(接触面是物体与地面接触形成的面。支撑面是物体与地面接触形成支撑点的连线与地面构成的面。)
[实验探究2]:显示落地扇的图片
师:落地扇为什么不易倾倒?
生:思考回答
师:落地扇的底座采用较重的材料,风扇比底座轻很多,使落地扇的重心降低。
因素二:重心位置
2.结构的稳定性与重心位置有关。
物体重心越低,越稳定。
a.不倒翁为什么不倒?如果在它脖子上挂上一定数量的铁环,它还会不倒吗?
师:研究不倒翁的结构,发现不倒翁的重心很低,就在它与地面的接触点上,所以不倒,如果往它的脖子挂上铁环,它的重心位置升高了,当铁环达到一定数量时,不倒翁就不在是不倒翁了。