结构的强度和稳定性学案

1结构的强度与稳定性导学案一、教学目的（一）知识与技能1、理解结构强度与稳定性的概念2、掌握影响结构强度和稳定性的因素3、能运用影响结构强度和稳定性的因素来判断结构的强度和稳定性，并对如何增加结构强度和稳定性提出自己的看法。（二）、过程与方法：通过观察生活和技术实验等方法使学生懂得应用结构的相关的理论知识。（三）、情感态度价值观：1、让学生亲身体验注重交流，通过分析讨论得到结论，培养学生的观察分析能力，合作交流能力。增强主动参与意识，并渗透安全教育、德育教育。2、在教学过程中培养同学们合作交流能力，要鼓励学生表达自己的认识和判断，形成实事求是的科学态度。二、教学重点与难点：（一）、教学的重点：通过技术试验和多媒体播放实例来分析影响结构强度和稳定性主要因素（二）教学难点：1、区分“接触面”与“支撑面”这两个概念。2、对常见简单结构设计进行正确分析，对稳定不合理结构提出改进意见。三、知识构建（一）结构的强度实验体验1—简易拉伸实验实验项目：纸带拉伸实验。实验内容：抗拉伸研究。试验器材：自制纸带。试验步骤：1、取一条纸带，两手作用于纸带两端拉伸，观察纸带变形与施力的情况，直到将纸带拉断，2、取两条纸带，重复步骤1。3、逐个增加纸带数量，重复步骤1，直到无法拉断多股纸带为止。试验记录表纸带条数现象备注外力施加于结构，引起结构变形，甚至破坏结构，我们对于一个结构只给以“结实”或“不结实”来评说是含糊的、不确切的。对于结构的受力与变形以及有关影响因素，应该有更科学的描述。1、内力、应力外力P外力P2内力：外力是构件发生变形的同时，构件内部分子之间随之产生一种抵抗变形的抵抗力，称之为内力。内力，是用来抵抗外力与变形，并力图使变形部分复原的力。问题1：在实验体验1中，材质相同，拉力相同，纸带的内力是相同的，为什么一根纸带被拉断了，多根纸带就没有被拉断，可不可利用外力或内力来描述一个结构“结实”或“不结实”呢？应力：作用在单位面积上的内力，成为应力。应力可用下式表示：Ó=N/S其中，N为内力，S为构件截面积。应力的计算单位为N/mm2或N/cm2。问题2：怎样利用应力的概念，来说清楚实验1中的“结实”和“不结实”？2、强度结构的强度：指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。用应力来衡量强度，既科学又确切。想一想：什么是容许应力？3、影响结构强度的因素请观察课件中实验和实例总结影响结构强度的因素：○○○知识小拓展：连接方式常见的技术与方法作用、特点个例可相对活动式（铰连接）链与键；润滑方便运动，灵活传动承受一定的力人体关节，自行车把与车架外力P外力P外力P外力P3不可相对运动式（刚连接）准确配合连接牢固车圈与辐条；榫卯连接注：铰连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，但是能够相对转动事件结果原因分别在一根竹竿和一根同样尺寸的脆性塑料杆上不断加挂相同质量的重物沿着垂直于重心线的方向撞击一根完整的钢管与用同样的方法撞击一根中间有焊接缝的钢管（三）结构的稳定性（课本P29示意图）实验体验2—单摆与倒摆单摆摆受干扰外力作用后，如果干扰力消失，单摆在经历左右多次衰减震荡运动后，会逐渐减弱，直至停止，回到平衡状态。单摆的这种性能，叫做稳定。倒摆当倒摆处于静止的平衡状态时，在右侧外力作用下，摆倒向左侧，且不会重新立起来。倒摆的这种性能，叫做不稳定性1、稳定性的含义：指结构在负载作用下维持其原有平衡状态的能力。问题3：“稳定就是状态绝对不变”这种说法正确吗？2、影响结构稳定性的因素请观察课件中实验和实例总结影响结构稳定性的因素：（1）（2）（3）说明：结构稳定的基本条件：重力作用线在支撑面内则为稳定结构，否则为不稳定结构。3、区分接触面和支撑面的不同4、巧妙地增加结构的稳定性可以想到，尽量可能地增大结构地面面积；尽可能地降低结构整体重心位置，可以增加结构的稳定性。○减少长细比：长细比，指的是结构的纵向长度与横向截面的最大尺寸（如圆的直径）之比。如梁，长细比越大，越容易弯曲。○利用三角形框架及其组合结构，可以有效的增加结构的稳定性。4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。物体受到的外力不稳定的主要因素广告牌落地灯底小口大的空竹篓知识拓展：(四)能力拓展问题：不稳定结构一定没有好处吗?【思考一】如何利用结构的不稳定性制作一个地震预报装置呢？（六）当堂检测：当堂检测：题号1234567891011答案BADDCCBBCBB