(共18张PPT)
第二节
稳固结构的探析
地址版
必修二
结构的
稳定性
结构重心位置的高低有关
结构的
稳定性
结构与地面的接触所形成的支持面积的大小
结构的
稳定性
结构的形状不同
结构的强度与哪些因素有关？
1根
2根
4根
8根
小实验
实验里多股绳比起单股绳要不容易拉断，这是为什么？
结构的应力?
应力
=
注：应力小，变形就小，也就是抵抗变形的能力就大。
单位：
N/MM2
或
N/CM2
或
N/M2
内力
构件横截面积
δ
=
N
S
结构使用的材料
结构的
强度
塑料制凳子
木制凳子
铁制凳子
结构的形状
结构的
强度
结构之间的连接方式
结构的
强度
铰连接
结构之间的连接方式
结构的
强度
刚连接
结构与功能
第三节
简单结构的设计
椰子壳可以做什么？
椰子壳花瓶
椰子壳企鹅
椰子壳台灯
椰子壳饰品
核桃可以做什么？
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已7世纪兹育
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第二节
稳固结构的探析
课后练习题
地址版
必修二
填表说明下表中的物体有可能因受到哪些力的作
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
不稳定的主要原因
广告牌
落地灯
底小口大
的空竹篓
人们利用梯子可以登高。请分析A字形梯
载人时能稳定的原因，如果没有梯子中间的
拉杆将会怎么样？
A字形梯载人时能稳定的原因，主要可从梯子的形状、梯子的重心两
方面分析。A字形梯的两边支脚分别与地面形成较大的支撑面，中间由
横梁固定，当人站上梯子时，人和梯子重心的垂线落在四个支撑脚形成
的底面范围内。因为支撑面大，人稍有倾斜，重心的垂线仍在支撑面
内，所以结构定的。
如果没有梯子中间的横梁，梯子的支撑脚与地面的位置不能固定，梯
子的支撑脚与地面的摩擦力不够大时，由于两梯脚是用铰链连接的，当
人站上梯子时，两梯脚会向外滑动，A字形结构被破坏，失去平衡，梯
上的人会跌落下来。
电动自行车或摩托车的另一种常见支撑
形式如下图，请分析
支撑点与地面构成的几何形状：
前、后车轮的受力：
重心位置：
稳定情况：
构成三角形
有时前轮受力、有时后轮受力、有时两轮都受力
重心落在两支撑点与后轮与地面的接触点构成的三角形中
稳定
请列举生活中不稳定的结构实现一定功能的事例
应力计算
假设下图中花杆支柱最粗的直径为3CM，最细处的直径为最粗处的一半，外力冲击所产生的内力为30N，试计算支柱上的最大应力为多少？
S
=∏R2
=3.14X0.75X0.75
δ=
N
S
=
30
S
=
16.9851
(N/CM2)
1、对一个用4根小木条钉成的相框，使它更牢固的做法是什么？
2、在行车各部件之间的连接中
车架各根钢管之间属于：
连接
刹车连杆之间属于：
连接
辐条与钢圈之间属于
：
连接
刚
铰
刚
3、同一结构中，比较榫接与钉接，分析哪种连接方式
的强度最大？哪种连接方式的强度最小？
第一种是榫接，强度较大，结构最稳定。
第二种是用钉子连接，当上端受压力时，连接处（钉子）要承受剪切力，容易造成连接处断裂，所以强度最小。
第三种也是用钉子连接，但当上端受压力时，连接处所承受的是压力，同时因为没有榫接打孔影响结构，所以强度最大。
一个物体一般要有三个支撑点才能稳定，如果只有两个就会倒下。但是，自行车在骑起来的时候，却只有两个支撑点，为什么不会倒呢？
运动状态中与静止状态中自行车的稳定条件不同。一个旋转物体的旋转
轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。我们骑自行车其实也是
利用了这个原理。轮子转得越快越不容易倒，因为车轴有一股保持水平的
力量。另外，人在反复练习后，掌握了随时平衡车体平稳的能力也是一个
比较重要的原因。运动的自行车可保持平衡，其原因是比较复杂的，不能
单纯地用静力学的知识来解释，它跟转动中的角动量有关，运动的自行
车不倒的原因如同“陀螺现象”。
1、有的矿泉水瓶上有若干凸起的横向纹路，它的作用是什么？
2、观察目前家具市场上的家具或你家中的柜、橱、木椅等各部件之间的连接方式，与榫接方式相比，它们的强度如何？
3、观察分体式空调器压缩机在户外墙上的固定，它是通过什么方法加强牢固程度的？能否只用壁挂式方法固定，为什么？
(1)一是增加瓶子的强度，受力不容易变形；二是增大手与瓶子之间的摩擦
阻力，容易握住。
(2)一般说来：焊接比隼接牢固、隼接比钉接更牢固、钉接比胶接牢固。
(3)分体式空调器的室外机由于自身的重力比较大，在户外的固定一般采用
铁架支撑的方式。若采用壁挂方式，打人墙体的膨胀螺钉的强度和墙体的强
度都不足以承受室外机的重力，最后将出现断裂以至于脱落。
如果要设计一辆冰上自行车，你会怎么样构思？它的
结构有说明特征？
如图所示为哈尔滨的公园里的冰上自行车，其特点是在前转向轴的
一端处装有一只前冰刀，在后轴的两端对称地刚性连接两个倾斜的盘
状冰刀，从而形成一种三点支撑的、可在冰面上前进、倒退、前后滑
行及刹车的冰上自行车。
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