第二節 穩固結構的探析
不倒翁為何不倒?
為什么世界上那么多人都關注比薩斜塔?
得出:對于一個結構而言,如果重心所在點的垂線落在結構底面的范圍內,就是穩定的,不會出現傾倒。
再次復習鞏固,加深理解,明確影響結構穩定性的主要因素;
讓學生列舉有關事例,加深對知識的理解,能用所學的知識解釋。
3、運動狀態下的穩定條件
課本005頁的探究:運動中的自行車只有兩個支撐點卻不倒下,為什么?
(1)當我們坐上的時候,自行車重心升高,人和自行車作為一個整體變得頭重腳輕,因此會搖搖欲倒.但是一旦它開始前行就容易保持不倒了。對此的部分解釋是陀螺運動。當場捻動一個陀螺讓學生看現象。如果它旋轉得足夠快,就會直立不倒,但如果速度慢下來就會搖擺不定并最終倒地。自行車旋轉的車輪具有類似的穩定效果。但是物理學家認為,陀螺運動不能解釋一切。
。2)如果我們在一條直線上運動是我們會發現,我們一會兒往左、一會兒往右地拐小彎。正因為這些小彎,我們才能保持平衡。當我們向一側傾倒時,自行車會向這一側轉小彎。這樣當我們轉小彎時產生的離心力會使自行車糾正傾斜的程度,從而保持平衡。
得出:運動狀態下與靜止狀態下物體的穩定條件有所不同。如自行車,高空走鋼絲手持長桿
4、結構的穩定性在日常生活中的應用
結構的穩定性在日常生活中有著廣泛的應用,一方面人們利用穩定的結構抵抗外力、承受負載,另一方面又利用不穩定的結構實現某些功能。
(1)倒置的啤酒瓶可以預報地震
(2)在打水的桶口邊掛一重物,在水面時能自動翻倒打水。
(二)、結構與強度
1、結構的強度
找兩只氣球(一只容易吹破,一只很難吹破),讓兩個學生吹,吹到學生不敢吹時,還繼續讓他吹,直到吹炸為止。
結果他們會一人先吹破,一人后吹破,并問他們吹的感受,顯然一人容易吹破,一只很難吹破,為什么會這樣呢?因為吹破他們所需要的力不一樣,也就是他們抵抗被外力破壞的能力不一樣。很容易引出結構的強度。結構的強度:是指結構具有的抵抗被外力破壞的能力。再舉例說明并與穩定性作比較。
2、影響結構強度的主要因素
通過上面的學習我們知道不同的物體結構強度也不同,那么影響結構的因素究竟有那些呢?
(1)強度與應力
請同學們思考: 在材料相同的情況下,構件被破壞的危險程度與什么有關?
分析:內力。構件在外力的作用下會變形,同時其內部各質點之間的相互作用力發生了改變,產生一種抵抗外力的力,稱為內力。一般來說,外力越大,構件的內力隨之越大,構件被破壞的危險就越大。
(2)強度與形狀
通過同樣的紙疊成不同形狀承受的力不同來分析,并帶同學們一起分析課本案例。
(3)強度與材料的連接
(4)強度與受力面積
演示實驗:找一支鉛筆,兩只一樣的橡皮,兩只橡皮分別在鉛筆兩端壓鉛筆,看哪邊橡皮容易破壞。引導學生得出結論:構件被破壞的危險程度還與它的截面積有關,橫截面積越大,被破壞的危險性越大。
(三)、總結:略
作業:p006練習1