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第二节 稳固结构的探析 常州戚实验中学 许明哲 教学目标： 1、了解影响结构稳定的主要因素 2、理解结构的功能关系系 通过简单的实验讨论、分析等方法使学生懂得应用相关的理论知识 培养学生的观察能力，激发学习兴趣 教材内容分析： 2、重点：影响结构稳定的主要因素
课时安排 2课时 教学资源： 教学过程： 结构会决定事物的性质吗？ 从力学角度来说，结构是指什么？ 根据实例说出构件的基本受力形式？ 结构的基本类型？ 请同学们回忆一下物理所学的稳定条件。 二、新课教学： （一）1、结构与稳定性 请举出生活中不稳定结构的一些例子： 底小口大的空竹篓 因货物堆得过高而在弯道翻倒的三轮车 路边倒地的自行车 踩高跷 倒立的啤酒瓶 其实在我们的生活中也有许多稳定的东西，如建筑物等。那么什么是结构的稳定性呢？结构稳定性是指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。不同的物体这种能力也不同，那么影响结构稳定性的因素有哪些呢？ 2、影响结构稳定性的主要因素 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？ 影响结构稳定性的主要因素： 不倒翁为何不到？ 请同学们阅读课本，并总结出影响结构稳定性的主要因素。 找两个相同的一次性水杯，一只空的，一只装半杯水，在讲台上演示哪只杯子容易倒掉实验，通过实验得出： 重心越低,稳定性越好;重心越高,稳定性越差。 结构重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围内，落在就是稳定的，没有就是不稳定的。 通过对照相机的三角架结构稳定性分析，引导学生得出结论： （2）结构的稳定性与支撑面大小有关。注意：支撑面≠接触面 （3）结构的形状。 进一步说明：往往，影响结构稳定性的因素是相互关联的，需要综合考虑各种因素来讨论结构的稳定性。 再分析其他案例：课桌椅为什么能平衡？ 为什么世界上那么多人都关注比萨斜塔？ 得出：对于一个结构而言，如果重心所在点的垂线落在结构底面的范围内，就是稳定的，不会出现倾倒。 再次复习巩固，加深理解，明确影响结构稳定性的主要因素； 3、运动状态下的稳定条件 课本005页的探究：运动中的自行车只有两个支撑点却不倒下，为什么？ （1）当我们坐上的时候，自行车重心升高，人和自行车作为一个整体变得头重脚轻,因此会摇摇欲倒.但是一旦它开始前行就容易保持不倒了。对此的部分解释是陀螺运动。当场捻动一个陀螺让学生看现象。如果它旋转得足够快，就会直立不倒，但如果速度慢下来就会摇摆不定并最终倒地。自行车旋转的车轮具有类似的稳定效果。但是物理学家认为，陀螺运动不能解释一切。 （2）如果我们在一条直线上运动是我们会发现，我们一会儿往左、一会儿往右地拐小弯。正因为这些小弯，我们才能保持平衡。当我们向一侧倾倒时，自行车会向这一侧转小弯。这样当我们转小弯时产生的离心力会使自行车纠正倾斜的程度，从而保持平衡。 得出：运动状态下与静止状态下物体的稳定条件有所不同。如自行车，高空走钢丝手持长杆 4、结构的稳定性在日常生活中的应用 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。 (１)倒置的啤酒瓶可以预报地震 (２)在打水的桶口边挂一重物，在水面时能自动翻倒打水。 （二）、结构与强度 1、结构的强度 找两只气球（一只容易吹破，一只很难吹破），让两个学生吹，吹到学生不敢吹时，还继续让他吹，直到吹炸为止。 结果他们会一人先吹破，一人后吹破，并问他们吹的感受，显然一人容易吹破，一只很难吹破，为什么会这样呢？因为吹破他们所需要的力不一样，也就是他们抵抗被外力破坏的能力不一样。很容易引出结构的强度。结构的强度：是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。再举例说明并与稳定性作比较。 2、影响结构强度的主要因素 通过上面的学习我们知道不同的物体结构强度也不同，那么影响结构的因素究竟有那些呢？ （1）强度与应力 请同学们思考： 在材料相同的情况下，构件被破坏的危险程度与什么有关？ 分析：内力。构件在外力的作用下会变形，同时其内部各质点之间的相互作用力发生了改变，产生一种抵抗外力的力，称为内力。一般来说，外力越大，构件的内力随之越大，构件被破坏的危险就越大。 （2）强度与形状 通过同样的纸叠成不同形状承受的力不同来分析，并带同学们一起分析课本案例。 （3）强度与材料的连接 （4）强度与受力面积 演示实验：找一支铅笔，两只一样的橡皮，两只橡皮分别在铅笔两端压铅笔，看哪边橡皮容易破坏。引导学生得出结论：构件被破坏的危险程度还与它的截面积有关，横截面积越大，被破坏的危险性越大。 （三）、总结：略 作业：P006练习1 |
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