1、2.1 結構與穩(wěn)定性普通高中通用技術課程普通高中通用技術課程技術與設計技術與設計2 第一單元第一單元 結構與設計結構與設計結構的穩(wěn)定性結構的穩(wěn)定性：1 1、含義：、含義：結構的穩(wěn)定性是指結構在荷載的作結構的穩(wěn)定性是指結構在荷載的作 用下，維持原有平衡狀態(tài)的能力。用下，維持原有平衡狀態(tài)的能力。 它是結構的重要性質(zhì)之一。它是結構的重要性質(zhì)之一。結構的穩(wěn)定性與什么因素有關？結構的穩(wěn)定性與什么因素有關？想一想：想一想：但在日常生活中，我們時常會看到翻到在地的物體。但在日常生活中，我們時常會看到翻到在地的物體。超超高高的的車車輛輛容容易易翻翻倒倒是什么原因出現(xiàn)了圖上所示的現(xiàn)象是什么原因出現(xiàn)了圖上所示的現(xiàn)

2、象？1、穩(wěn)定性：結構在荷載的作用下維持其原有、穩(wěn)定性：結構在荷載的作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力。平衡狀態(tài)的能力。馬上行動：下表物體受到哪些力馬上行動：下表物體受到哪些力?不穩(wěn)定的原因不穩(wěn)定的原因?廣告牌廣告牌落地燈落地燈底小口大的底小口大的空竹簍空竹簍風的推力碰撞碰撞與地面的接觸面積較小重心過高受力面積過大而支撐面積較小一、結構與穩(wěn)定性一、結構與穩(wěn)定性2、影響結構穩(wěn)定性的因素：、影響結構穩(wěn)定性的因素：（1）重心位置的高低）重心位置的高低落地扇的底座落地扇的底座不倒翁不倒翁一、結構與穩(wěn)定性一、結構與穩(wěn)定性不倒翁不倒的原因？不倒翁不倒的原因？重心和接觸點的距離重心和接觸點的距離最小，即最小，即重

3、心最低重心最低。總結：重心越低越穩(wěn)定。總結：重心越低越穩(wěn)定。遼寧瑞州古塔遼寧瑞州古塔 對于一個結構而言，對于一個結構而言，如果重心所在點的垂線落如果重心所在點的垂線落在在結構底面的范圍內(nèi)，結構底面的范圍內(nèi)，就就是穩(wěn)定的。是穩(wěn)定的。思考：為什么比薩斜塔斜而不倒？思考：為什么比薩斜塔斜而不倒？總結：總結：（1）.結構重心的位置 重心越低重心越低, ,穩(wěn)定性越好穩(wěn)定性越好; ;重心越高重心越高, ,穩(wěn)定性越差。穩(wěn)定性越差。 結構重心所在點的垂線是否落在結構底面的范圍結構重心所在點的垂線是否落在結構底面的范圍內(nèi)，內(nèi)，落在就是穩(wěn)定的，沒有就是不穩(wěn)定的。落在就是穩(wěn)定的，沒有就是不穩(wěn)定的。 金字塔金字塔 亞

4、歷山大燈塔亞歷山大燈塔 世界第一高塔世界第一高塔思考思考 ：這些塔具有哪些共同特點？：這些塔具有哪些共同特點？2、影響結構穩(wěn)定性的因素：、影響結構穩(wěn)定性的因素：(2) 結構與地面接觸所形成的支撐面的大小結構與地面接觸所形成的支撐面的大小總結：結構與地面接觸所形成的總結：結構與地面接觸所形成的支撐面越大越穩(wěn)定。支撐面越大越穩(wěn)定。大 壩 大壩為什么大壩為什么建成上端小而建成上端小而下端大的梯形下端大的梯形形狀？形狀？想一想：想一想：安徽霍山安徽霍山 佛子嶺水庫佛子嶺水庫結論：結論： 大壩需要承受很大的力的作用，如自身的重大壩需要承受很大的力的作用，如自身的重力，水的沖擊力、壓力等等，要起到防洪的作

5、力，水的沖擊力、壓力等等，要起到防洪的作用，大壩必須要求非常穩(wěn)固。用，大壩必須要求非常穩(wěn)固。大壩建成梯形，大壩建成梯形，增大了與地面接觸所形成的支撐面，支撐面越增大了與地面接觸所形成的支撐面，支撐面越大越堅實，穩(wěn)定性就越好。大越堅實，穩(wěn)定性就越好。觀察并思考：觀察并思考：為什么許多課桌椅的支撐腳要做成往外傾斜？為什么許多課桌椅的支撐腳要做成往外傾斜？ 這是為了進一步增大與地面接觸所這是為了進一步增大與地面接觸所形成的支撐面積，增加穩(wěn)定性。形成的支撐面積，增加穩(wěn)定性。注意：注意：支撐面支撐面接觸面。接觸面。接觸面接觸面:是物體與地面接觸形成的面。是物體與地面接觸形成的面。支撐面支撐面:是物體與地

6、面接觸形成支撐點的是物體與地面接觸形成支撐點的連線與地面構成的面。連線與地面構成的面。接觸面接觸面支撐面支撐面照相機的支撐架照相機的支撐架 （2）結構與地面接觸所形成的支撐面的大小）結構與地面接觸所形成的支撐面的大小 （3）結構的形狀）結構的形狀 （1）重心位置的高低）重心位置的高低2、影響結構穩(wěn)定性的因素：、影響結構穩(wěn)定性的因素： 思考：野外勘探思考：野外勘探儀為什么用三角儀為什么用三角架支撐而不用四架支撐而不用四角架？五角角架？五角架架照相機的支撐架照相機的支撐架為什么照相機的支撐架常使用三角架而不使用其他形為什么照相機的支撐架常使用三角架而不使用其他形狀？狀？因為三角支架與地面有三個接觸

7、點，形成的因為三角支架與地面有三個接觸點，形成的三角形結構使照相機的支撐架更容易穩(wěn)定。三角形結構使照相機的支撐架更容易穩(wěn)定。總結：結構的形狀不同，其穩(wěn)定性也不同。總結：結構的形狀不同，其穩(wěn)定性也不同。在平面中，三角形的穩(wěn)定性比較好。在平面中，三角形的穩(wěn)定性比較好。三角形結構案例分析：靜態(tài)的自行車是如何保持穩(wěn)定的？案例分析：靜態(tài)的自行車是如何保持穩(wěn)定的？雙腳支撐雙腳支撐單腳支撐單腳支撐問題研究：問題研究： 一個物體有三個支撐點才穩(wěn)定，如一個物體有三個支撐點才穩(wěn)定，如果只有兩個就會倒下，但是，自行果只有兩個就會倒下，但是，自行車騎起來卻只有兩個支撐點，為什車騎起來卻只有兩個支撐點，為什么不會倒下？

8、么不會倒下？因素三：結構的穩(wěn)定性與它的幾何形狀有關。因素三：結構的穩(wěn)定性與它的幾何形狀有關。 合作探究：合作探究：A A字形梯為什么載字形梯為什么載人時能夠保持穩(wěn)定？人時能夠保持穩(wěn)定？拉桿的拉桿的長短會影響梯子的穩(wěn)定性嗎？長短會影響梯子的穩(wěn)定性嗎？如果沒有梯子中間的拉桿將如果沒有梯子中間的拉桿將會怎么樣？會怎么樣？ 一般情況下，梯子打開的時候，一般情況下，梯子打開的時候，梯面與地面組成三角形，梯子本身就梯面與地面組成三角形，梯子本身就能站得穩(wěn)。能站得穩(wěn)。 當連接兩個梯面的橫桿拉直時，當連接兩個梯面的橫桿拉直時，兩個梯面的上半部分就與橫桿構成了兩個梯面的上半部分就與橫桿構成了穩(wěn)定的三角形，穩(wěn)定的

9、三角形，這就進一步加強了梯這就進一步加強了梯子的穩(wěn)定性，保證梯子能承受人體的子的穩(wěn)定性，保證梯子能承受人體的壓力。壓力。如果沒有梯子中間的拉桿會怎么樣？如果沒有梯子中間的拉桿會怎么樣？l梯子的支撐腳與地面的梯子的支撐腳與地面的位置不固定，位置不固定，當梯子的當梯子的支撐腳與地面的摩擦力支撐腳與地面的摩擦力不夠大時，同時由于兩不夠大時，同時由于兩梯腳是鉸連接的，當人梯腳是鉸連接的，當人站在梯子上時，兩梯腳站在梯子上時，兩梯腳會向外滑動，會向外滑動，A A字型的結字型的結構被破壞，失去平衡人構被破壞，失去平衡人會跌落下來。會跌落下來。結構與穩(wěn)定性結構與穩(wěn)定性l結構的穩(wěn)定性在日常生活中有著廣結構的穩(wěn)

10、定性在日常生活中有著廣泛的應用，一方面人們利用穩(wěn)定的泛的應用，一方面人們利用穩(wěn)定的結構抵抗外力、承受負載，另一方結構抵抗外力、承受負載，另一方面又利用不穩(wěn)定的結構實現(xiàn)某些功面又利用不穩(wěn)定的結構實現(xiàn)某些功能。能。不穩(wěn)定結構的利用跨跨欄欄其他應用：其他應用：候風地動儀候風地動儀影響結構穩(wěn)定性的主要因素：影響結構穩(wěn)定性的主要因素： 總結:1. 重心位置的高低；2. 支撐面的大小；3. 結構的形狀。思維拓展：思維拓展：除了以上因素之外，還有什么因素除了以上因素之外，還有什么因素會影響結構的穩(wěn)定性？會影響結構的穩(wěn)定性？ 在擁擠的公共汽車上已沒有座位，你必須站著，在擁擠的公共汽車上已沒有座位，你必須站著，而扶手你讓給了旁邊的老人，你在公共汽車上要如而扶手你讓給