第一章第二節(jié) 探究結(jié)構(gòu)
第二節(jié) 探究結(jié)構(gòu)
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【學(xué)習(xí)目標】
1、理解結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、強度的概念；
2、知道影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、強度的主要因素；
3、能通過技術(shù)試驗，分析影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、強度的主要因素。
【重點】
1、影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、強度的主要因素；
2、學(xué)會用試驗的方法來驗證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性 、強度。
【難點】
影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、強度的主要因素。
【自主學(xué)習(xí)】
一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、強度的概念
1、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性：是指結(jié)構(gòu)在荷載的作用下維持其原有的平衡形式的能力。
2、結(jié)構(gòu)的強度：指材料或構(gòu)件具有的抵抗被外力破壞的能力。
內(nèi)力——外力施加過程中,結(jié)構(gòu)或構(gòu)件內(nèi)部各質(zhì)點之間產(chǎn)生抵抗外力引起的變形或力圖使變形復(fù)原的力稱為內(nèi)力。外力越大，構(gòu)件的內(nèi)力隨之增大。
應(yīng)力：構(gòu)件單位截面積所受的內(nèi)力稱為構(gòu)件的應(yīng)力。
σ =f/s（其中 ,f 是內(nèi)力 ,s 是受力面積 , σ是應(yīng)力）
思考：扭絞的繩子不容易拉斷（課本15頁討論與分析2 ）
【合作探究1】
二、影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素：
【探究試驗1】在一塊薄木板上，有a、b、c三個礦泉水瓶子，a瓶中裝滿水，b瓶中有半瓶水，c是空瓶，均勻用力，慢慢抬起木板的一端，看看哪個瓶子最后倒下？
【結(jié)論1】結(jié)構(gòu)______________影響其穩(wěn)定性：____________,穩(wěn)定性越好;_____________,穩(wěn)定性越差。
【探究試驗2】1、雞蛋的重心不是很高，卻很難在桌面上穩(wěn)立，如何讓一只雞蛋穩(wěn)穩(wěn)的立在桌面上？
2、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，你要如何才能使自己不摔倒？
【結(jié)論2】結(jié)構(gòu)____________________影響其穩(wěn)定性。
注意：支撐面與接觸面不同
【探究試驗3】如右圖，用軍棋的棋子做壘磚墻試驗，比較其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
【結(jié)論3】結(jié)構(gòu)的_______________影響其穩(wěn)定性
【討論】人站立時穩(wěn)定，身體傾斜到一定程度的時候會變的不穩(wěn)定，為什么重心下降了，反而不穩(wěn)定了呢？
【點撥】結(jié)構(gòu)重心的位置高低影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的結(jié)論成立是有條件的，條件是——結(jié)構(gòu)重心所在點的垂線是否落在結(jié)構(gòu)支撐面的范圍內(nèi)，落在支撐面范圍內(nèi)就是穩(wěn)定的，反之就會不穩(wěn)定。（結(jié)論1的補充）
應(yīng)用：這就是為什么比薩斜塔“斜而不倒”的原因。（傾斜的結(jié)構(gòu)未必是不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。）
總結(jié)：影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素主要有________________、 _____________ 、______________等。
【分組討論】
思考1：課本11頁圖1-25 a字形鋁梯
思考2：為什么大壩的橫截面總是建成梯形？
思考3：試分析課本 圖1-26 落地風扇、 圖1-27 落地燈、 圖1-28 電腦液晶顯示屏為什么不易傾倒？
注意：1、“三角形穩(wěn)定性”應(yīng)用：（課本13頁“知識窗”）
2、影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素是相互關(guān)聯(lián)的，需要綜合考慮各種因素來討論結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
【合作探究2】
三、影響結(jié)構(gòu)強度的因素
【探究試驗1】用手分別擠壓紙杯和不銹鋼杯，觀察其形狀的變化。
【結(jié)論1】結(jié)構(gòu)的強度與_____________有關(guān)系。
【探究試驗2】使用兩張答題卡搭建一個長
度相同但形狀不同的橋，并做承重試驗。（可參考右圖）