影响结构稳定性的因素.ppt

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1、 第三节第三节 结构的稳定性结构的稳定性教学目标教学目标(1)知识与技能:理解稳定和结构稳定性的概念。通过实验分析总结出影响结构稳定性 的主要因素(2)过程与方法:通过探究、实验、讨论、分析等教学 方法,使学生懂得应用相关的理论知识。(3)情感态度价值观:增强学生对结构稳定性的认识。培养创新品质,提高审美意识。导入新课思考:为什么一只飞鸟能使一辆汽车坠入河中?看下面的图片说一下哪些事物是稳定的,哪些事物是不稳定的?稳定及结构稳定性的概念稳定及结构稳定性的概念 稳定:指的不是状态绝对不变,而是指受扰稳定:指的不是状态绝对不变,而是指受扰后,允许状态有所波动,但当扰动消失后,能重后,允许状态有所波

2、动,但当扰动消失后,能重新返回到原平衡状态。不能回到原有平衡状态,新返回到原平衡状态。不能回到原有平衡状态,为不稳定。为不稳定。结构稳定性:是指结构具有阻碍翻倒或移动的结构稳定性:是指结构具有阻碍翻倒或移动的特性。特性。影响结构稳定性的因素一 探究实验一:从材料箱中拿出一张纸,动手做一下,如何让一张纸立起来?思考一:为什么屏风能稳定站立?结论一:结构的稳定性与它的几何形状结论一:结构的稳定性与它的几何形状有关。有关。一般情况下,梯子打开的时候,梯面与地面组成三角形,梯子本身就能站得稳。当连接两个梯面的横杆拉直时,两个梯面的上半部分就与横杆构成了稳定的三角形,这就进一步加强了梯子的稳定性,保证梯

3、子能承受人体的压力。如果没有梯子中间的拉杆,载人时就不能保持稳定。思考二:A字形梯为什么载人时能够保持稳定?如果没有梯子中间的拉杆将会怎么样?影响结构稳定性的因素二影响结构稳定性的因素二探究实验二:不倒翁为什么不倒?如果在它脖子上挂上一定数探究实验二:不倒翁为什么不倒?如果在它脖子上挂上一定数量的铁环,它还会不倒吗?量的铁环,它还会不倒吗?研究不倒翁的结构,发现不倒翁的重心很低,就在它与地研究不倒翁的结构,发现不倒翁的重心很低,就在它与地面的接触点上,所以不倒,如果往它的脖子挂上铁环,它的面的接触点上,所以不倒,如果往它的脖子挂上铁环,它的重心位置升高了,当铁环达到一定数量时,不倒翁就不在是重

4、心位置升高了,当铁环达到一定数量时,不倒翁就不在是不倒翁了。不倒翁了。探究三:落地扇为什么不易倾倒?落地扇的底座采用较重的材料,风扇比底座轻很多,使落地扇的重心降低 结论二:重心的高低影响结构的稳定结论二:重心的高低影响结构的稳定性。重心越低性。重心越低,稳定性越好稳定性越好;重心越高重心越高,稳定性越差。稳定性越差。意大利著名的比萨斜塔为什么不倒塌?意大利著名的比萨斜塔为什么不倒塌?结构重心的位置:结构重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围内,落在就是稳定的,没有就是不稳定的。注意:支撑面接触面。接触面是物体与地面接触形成的面。支撑面是物体与地面接触形成支撑点的连线与地面构成的面。1.从工具

5、箱中拿出扑克牌,看看怎样堆才能堆的高一些?2.矿泉水瓶正立与倒立情况下不同的稳定性?动手做做:结论三:支撑面越大越稳定观察下面的图片是如何来增加结构稳定性的?探究四:大风刮来时,相同形状大小的石凳子和木凳子哪个稳定性好?结论四:材料也是影响结构稳定性的一个因素。小组合作探究:从材料箱中任意拿出一样物品,说说它是怎样增加结构的稳定性的?以表格的形式提交,看看哪个小组做的又快又好?结构的稳定性在日常生活中有着广泛的应用,一方面人们利用稳定的结构抵抗外力、承受负载,另一方面又利用不稳定的结构实现某些功能。倒置的啤酒瓶可以预报地震。练习练习:(1)在拥挤的公共汽车上已没有座位,你必须站着,在拥挤的公共

6、汽车上已没有座位,你必须站着,而扶手你让给了旁边的老人,你在公共汽车上要而扶手你让给了旁边的老人,你在公共汽车上要如何才能保持自己的没摔倒?如何才能保持自己的没摔倒?(2)货物应尽量放在船舱里还是甲板上?为什么?货物应尽量放在船舱里还是甲板上?为什么?人的身体的稳定性取决于支撑面的大小和人体姿势重心的高低,在一定范围内,两脚分得越开,则重心越低,支撑面变大,越稳定!各小组提交本节课的课堂小结作业:学会思考:静止状态自行车下的自行车和运动状态下的是如何保持稳定的?陀螺在静止状态下是不稳定的,运动状态下却 是稳定 的,如何解释?如何解释煮熟的鸡蛋旋转状态下的稳定性?在静止情况下,自行车本身不能自我

7、平衡,需要加一支撑脚。当由骑车人和自行车构成一个 系统时,系统动起来之后,骑车人为系统注入动力,从而在自行车前进的时候,通过人的不断调节,自行车和骑车人与地面垂直,使自行车的重心落在车轮与地面接触的面积内。因此,在没有明显的外力干涉时,这一动态系统能够表现出一种稳定。B.以前的农作物个子高,遭遇暴风骤以前的农作物个子高,遭遇暴风骤雨容易倾覆,造成减产;现在的农作雨容易倾覆,造成减产;现在的农作物普遍个子矮。就是利用了重心低结物普遍个子矮。就是利用了重心低结构稳定的原理。构稳定的原理。C.屏幕显示比萨斜塔的图片,屏幕显示比萨斜塔的图片,运动状态下与静止状态下物体的稳定条件有所不同。这个谜,直到本

8、世纪八十年代初才解开。一位美国的物理系研究生,通过电脑进行复杂的运算,终于从理论上解决了。问题就出在旋转速度和摩擦上了。陀螺在旋转起来时,支持点周围也不免与支持面(桌面)产生摩擦,而这种旋转的物体总是使运动趋向于摩擦更小的状态。当陀螺摇摇晃晃地立起来,终于使一个尖端着地时,就逐渐达到了支持点面积最小,稳定旋转的状态,水平的能量转化成为绕对称轴旋转的动作。当然,由于摩擦,它的转速又会慢慢减小。然后开始摇晃,最后,倒下来,因为这时它要趋向重心更低,更稳定的状态。(陀螺效应:凡是高速旋转的物体,都有一种使转动轴保持不变的能力,这种能力使得陀螺即使在不平的支持面上转动也不会倒下。教师演示滚动的硬币不倒,转动的陀螺不倒的演示试验。所以一旦自行车运动起来后,转动的车轮也具备这种能力,这种能力使得自行车即使发生了倾斜,也能自动地把自行车调整过来,这就是自行车不倒的原因。)结构的稳定性在日常生活中有着广泛的应用,一方面人们利用稳定的结构抵抗外力、承受负载,另一方面又利用不稳定的结构实现某些功能。.倒置的啤酒瓶可以预报地震。.在打水的桶口边挂一重物,在水面时能自动翻倒打水。

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