技术与设计必修二第一章《结构与设计》第三节导学案

结构的强度与稳定性
教学目标：理解应力和强度的概念，知道应力和强度的关系，掌握影响结构强度的因素
理解稳定和结构稳定的概念，掌握影响结够稳定的因素
能够运用影响结构稳定性的因素来判断结构的稳定性，并对如何增加结构的稳定性提出自己的看法
教学重点：理解应力和强度的概念，知道应力和强度的关系，掌握影响结构强度的因素
理解稳定和结构稳定的概念，掌握影响结够稳定的因素
教学难点：能够运用影响结构稳定性的因素来判断结构的稳定性，并对如何增加结构的稳定性提出自己的看法
教学方法：实验法、交流讨论、模型展示、师生互动
教学过程：
复习回顾上两节课所学内容：结构、结构的本质、结构的分类及举例.
新课导入：拿一根细线，让前排一个学生将其拉断（先不加以分析）；再拿出一根同样的细线，对折几次后，再让同一个学生将其拉断。提问：哪一种需要的力更大一些？
二、内力和应力
当一个结构受到外力作用时,内部各质点之间的相互作用会发生改变, 产生一种抵抗的力 , 称为内力。应力达到某一极限值时, 结构就会遭到破坏。用公式表示应力为σ =F/s, 其中 ,F 是内力 ,S 是受力面积 , σ是应力。
过这个小实验让学生明白内力和应该的概念：
细线本身会产生一种抵抗的力，成为内力；当把它对折后，横截面积增大，对应的应力将变小；应力小了，变形就小了，也就是抵抗变形能力大了。换句话说：粗绳抗拉力强度大。
自学【阅读材料】容许应力
三、影响结构强度的因素
1、形状：构成的形状略有改变，强度就会改变
2、材料：不同的材料有承受不同应力极限的能力。形状相同，材料不同，强度就不同
3、材料的连接方式：不同的连接方式，受力传递方式和效果不一样。
自学【连接方式多种多样】
四、稳定性概念
在日常生活中，我们看到的却是许多不稳定的现象：台风过后，被吹倒在地的广告牌，三轮车因货物堆的过高而翻倒，自行车碰翻倒地……
这些都是当物体受到外力作用时，原有的平衡状态被打破而出现的不稳定现象；
教师在做试验时，边做边解释如何让乒乓球平稳的具体过程。
（板书）结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。
（师）：当一个物体的结构不能有效地抵抗外力对其自身平衡的影响，那么该物体就很难承受负载而保持平衡。
提出问题：结构体自身维持平衡状态的本领是各有不同的，那么有哪些因素会影响到结构体的平衡性呢？
分组讨论：指出广告牌，落地灯，底小口大的空竹篓有可能会受到哪些力的作用而出现不稳定的现象，并根据你的生活经验，简要说明理由。
通过讨论，从而引出影响稳定性的主要因素（重心位置高低，支撑面大小，物体形状）。
五、影响稳定性的主要因素
1. 结构的形状
物体形状不同，稳定性也不同。举例：三脚小板凳、照相机的支撑架。
思考：A字型梯子载人时能稳定的原因是什么？试从影响稳定性的三个方面加以考虑。讨论梯子中间拉杆的作用是什么？
一般，结构与地面接触所形成的支持面越大，稳定性越好。解释：因为这块面积越大，重心的投影就越容易落在里面，从而可以达到稳定。
举例：宝塔为什么上端小，下端大？建造高层建筑物时，为什么它的地基做的很大而且很深？
2.结构体的底座
3.结构的重心
六、板书设计
1、内力
2、应力
（二）应力和强度 3、强度
4、容许应力
（三）影响结构强度的因素
（四）结构稳定性概念
1、定义：结构在荷载作用下保持其原有平衡状态的能力。
2.影响结构稳定性的因素：①形状②重心
3、巧妙的增加结构稳定性
七．教学反思
本节课讲的是稳固结构的一个重要概念：稳定性。这个概念离学生所处的日常生活环境联系很密切。俗话说：“生活出真知。”从学生们熟悉的日常生活出发研究结构体的稳定性，我认为是教学的一个很好的切入点。
巩固提高
1、走钢丝的人手上拿着一条长棒的目的是（ ）
　A、美观 B、重心低 C、保护 D、支撑
2、我们常用的A形梯不直接采用铝合金片，而用长方形截面的铝合金构件，这说明了（ ）影响着结构强度
　A：材料 B：构件的形状 C：重心的高低 D：连接方式
3、可以用受力结构的稳定性来解释的事实是( )
　A 拔河的绳子断裂 B 广告牌被台风吹倒
C 鸡蛋在某种情况下可以承受很大的外力 D 耳机与电脑主机的插口接触不良，听不到音乐
4、影响结构稳定性的因素有（ ）。
①物体的形状 ②材料 ③材料之间的联接方式 ④物体重心的位置
A：①②③ B：②③ C：①④ D：①②③④
5、吊兰支撑架使用三角形支架结构，而不用由一根直杆挑起的结构，这说明以下哪个因素（ ）影响着结构强度？
A．材料 B．形状 C．构件 D．连接方式
答案：B 、B、B、C、B