1、結構與穩(wěn)定性第二章 第一節(jié) 結構與穩(wěn)定性江蘇省常州市橫山橋高級中學 單歲夫教學目標：1知識與技能 理解結構穩(wěn)定性的概念，明確結構在靜止或運動狀態(tài)下穩(wěn)定條件的不同。2過程與方法 能通過技術試驗分析影響結構穩(wěn)定性的主要因素并寫出試驗報告。3情感態(tài)度與價值觀 通過分析討論等方法得出結論，培養(yǎng)學生的觀察、思維能力，主動參與意體驗學習樂趣。滲透安全教育、德育教育。教學重點、難點及技術點重點：對結構穩(wěn)定性的理解以及分析影響結構穩(wěn)定性的主要因素難點：利用所學知識分析實際案例技術點：通過小試驗，探究結構形狀與穩(wěn)定性的關系教學策略設計播放視頻資料，介紹臺風“黑格比”，廣東、海南等省遭受臺風，很多結構被破壞，讓學

2、生親身感受到結構被破壞的情景，然后，展示四幅臺風過后的結構圖片，再結合不倒翁演示試驗，引起學生對影響結構穩(wěn)定性因素的興趣。接下來結合大量的學生熟悉的、身邊的生活事例，借助于學生動手試驗，引導學生探究影響結構穩(wěn)定性的主要因素。讓學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 陀螺等教學資源。教學過程【師】下面請大家看一段視頻資料【學生觀看】視頻錄像，播放臺風“黑格比”的實況錄象【師】12年來最強的臺風昨天在廣東省登陸，臺風過后是一片狼籍，很多結構被破壞，原有平衡被打破而出現不穩(wěn)定現象。下面請大家繼續(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風過后結構受

3、到影響的情況。然而遭受同樣的臺風，有的結構受到了破環(huán)，而有的結構卻完好無損，這又說明，有的結構穩(wěn)定，有的結構不穩(wěn)定。今天咱們一起研究結構與穩(wěn)定性問題引出課題【大屏幕】 結構與穩(wěn)定性 【師】同學們在書上找出結構的穩(wěn)定性的定義。【大屏幕】1、結構的穩(wěn)定性：是指結構在負載的作用下，維持其平衡狀態(tài)的能力。它是結構的重要性質之一?！編煛空l能來解釋“負載”、“平衡狀態(tài)”？【生】“負載”可能是承受一定的力，“平衡狀態(tài)”可能是物體不受力時的狀態(tài)?！編煛亢芎茫〗Y構的穩(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。為什么有的結構比較穩(wěn)定，而有的結構不穩(wěn)定呢？影響結構穩(wěn)定性

4、的主要因素有哪些？大家快速閱讀書12至13頁，找出影響結構穩(wěn)定性的主要因素，并思考他們是如何影響的？能否結合實際例子說明。【生】影響結構穩(wěn)定性的因素主要有：重心位置的高低，結構與地面接觸所形成的支撐面的大小和結構的形狀。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。【師】很好，這三個因素是不是這樣影響穩(wěn)定性的呢？我給大家準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松軟，南面的地基比北面約低米。在施工期間塔身既出現輕微傾斜，隨著工程的進度，傾斜度不斷增加。到塔身建到第三層時，可明顯看出傾

5、斜，曾一度停工。一百多年以后，經工程師托馬索皮薩諾精心測量和計算，證明比薩斜塔雖傾斜，但不會倒塌，使工程繼續(xù)按原設計繼續(xù)施工，直到竣工。 【師】為什么比薩斜塔不會倒塌，是有什么因素決定的？【生】重心點的垂線位置，落在結構底面的范圍內?！編煛磕敲匆粋€物體最多能傾斜到什么程度？【大屏幕】展示一長方體截面圖不同傾斜度的圖片【師】這幾種情況下，松開手會怎樣？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，就不會翻倒，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不倒？【大屏幕】播放不倒翁為什么會不倒？的Flash動畫?！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。那么地面積是否越大就越穩(wěn)定呢？【大屏幕】展示塔、水壩、臺燈、落地電扇圖片【生】肯定是底面積越大越穩(wěn)定【大屏幕】展示一個邊長為10cm的正方體和一50310cm的長方體【師】那一個穩(wěn)定？【生】正方體【師】那一個底面積大？【生】長方體【師】那么為什么是底面積小的穩(wěn)定呢？你們怎么解釋。其實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。我們把一個飲料瓶倒放沒有正放穩(wěn)定，就因為重心射影到蓋子邊界距離小，而到底的邊界距離就相對大?！咎釂枴?A字形梯為什么載人時能夠保持穩(wěn)定？如果沒有梯子中間的拉桿

7、將會怎么樣？【生】形狀：穩(wěn)定的結構，重心：落在兩邊的支撐腳與地面的范圍內。結構不能固定，不穩(wěn)定，容易失去平衡【大屏幕】展示野外勘探儀、屏風、單腳支撐的自行車、散熱器圖片【師】穩(wěn)定結構的形狀有很多，象三角形、Z字形、正六邊形等【練習】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。 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。【師】很好，我們在考慮問題的時候要把各種因素綜合起來，不能孤立地看待問題。因此，在設計制作一個結構時，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構的穩(wěn)定性以及靜止、運動狀態(tài)下穩(wěn)定的條件，并且結合事例認識到了穩(wěn)定結構的好處，那么，不穩(wěn)定結構一定沒有好處嗎？【大屏幕】展示地動儀、自制地動儀和打井水的吊桶【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)定的結構實現預報地震的功能。農村地區(qū)人們用水桶打水常常要在水桶口的邊緣綁上一重物，水桶到水面時能自動翻倒打水。也是利用了不穩(wěn)定結構?！敬笃聊弧孔咪摻z的演員、騎自行車、旋轉的陀螺【師】結構的穩(wěn)定性問題很多，比如走鋼絲的演員也要保持平衡，騎自行