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第一单元 第二节 探究结构

 lztiandi 2016-07-13

课 题

第二节 探究结构

课 型

新 授

本课题课时数:3  本课为第2课时      备课日期 9 月 18日

教   学

 

目   标

1、理解内力、强度、应力的概念;能进行简单的应力计算;会用应力和强度的关系来解释一些日常现象。

2、通过简单的实验,使学生加深强度与材料、强度与材料的形状有密切关系的了解。

3、从日常生活中经常碰到的物品以及工程中常见的结构连接,使学生了解结构连接的各种方培养学生对身边事物的观察能力。

 

教 学 重 难 点 及

对    策

重点:理解强度的概念,强度与应力、强度与材料及材料的形状、强度与结构的连接的关系。
难点:利用所学知识解释生活中相关的现象。

教  学  过  程  设  计

教学内容

教学过程

学生活动

备注

一、引入

 

 

 

 

 

二、新课

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

三、小结

复习。上节课我们学习了影响结构稳固的一个主要因素:结构的稳定性。这节课我们接着学习影响结构稳固的另外两个因素:结构的强度和结构的连接。那么,什么是结构的强度?

 

一、结构的强度

1、结构的强度是指结构具有的抵抗破坏的能力。(可与稳定性作比较)

指出:结构的强度是通过构件和材料来体现的。

2、强度与应力

设问:想一想,在材料相同的情况下,构件被破坏的危险程度与什么有关?

A、分析:

⑴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。

⑵横截面积。

演示实验:在相同外力及材料的条件下,粗细不同的两根泡沫塑料杆的承重试验。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,被破坏的危险性越小。

⑶在材料相同的情况下,构件被破坏的危险程度与它的内力以及横截面积有关,我们把这两者的比值称为应力。用公式表示:δ=N/A。

应力:构件单位截面面积所受的内力称为构件的应力。应力的单位是帕(Pa),与压强相同。

应力又分为正应力和剪(切)应力。同截面垂直的的应力称为正应力或反向应力;同截面相切的应力称为剪应力或切应力。

B、深入:

(1)建筑物的支柱是怎样承受压力的?假设支柱的横截面为边长L的正方形,支柱顶受轴向压力P,支柱重力G,求支柱的底截面l-l上的应力。

生:讨论回答

师:(分析解答)做截面,将柱子上半部分隔离,则其受到的力为P+G。

根据平衡条件可知,内力N=P+G。

所以应力δ=N/S=(P+G)/S。

(2)扭绞的绳子为什么不容易拉断?拔河用的绳子为什么要做成这个样子?

生:讨论回答

师:分析解答:拔河的时候,绳受到两边拉力的作用,内部就产生了抵抗拉力的张力。当张力超过一定值时,绳子就会在应力最大的地方被拉断。若把多股细绳绞合在一起,既可以防止它们之间的相对移动,保证各股细绳同时受力,实际上也就是有效地增大了绳子的横截面积,减少了绳子的应力。

3、强度与材料

⑴强度与材料

我们都会有这样的经验,用手挤压纸杯,纸杯就会变形;而用同样的力挤压不锈钢杯,不锈钢杯的外形则无明显改变。这说明了结构强度与材料有关。

当应力达到某一极限值时,构件便会被破坏,因而设计中必须使构件的强度留有必要的余量,作为设计时应力的最高限度,这个最高限度值称为许用应力。许用应力分许用抗压应力和许用抗拉应力。如表1-3。

 

 

 

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