资源简介

探析结构强度
学 科 通用技术
章 节 第一章第二节 课题名称 稳固结构的探析 探析结构强度
课 型 新授课 授课时间 2023．9．
教材分析 本节课是《技术与设计2》模块第一章第二节中任务二的教学内容，计划用1课时进行教学。“结构的强度 ”安排在学生学习了“探究结构的稳定性”之后，符合学生的认知规律，层层递进，也体现了“结构的强度与稳定性”是“结构与设计”这个单元的一个重要组成部分，同时也是后续“结构设计与制作”“典型结构赏析”知识的基础，有着承上启下的作用。并且“结构的强度与稳定性”和生活实际联系密切。正确认识影响结构强度的因素，在结构设计中正确的选择结构和材料，通过增加结构强度使结构更加稳定是十分重要的。
学情分析 本节课教学对象是高二年级的学生。学生们已经有一定的生活经验，经过《技术与设计 1》 模块学习后，也具备了一定的探究合作、分析问题以及概括总结的能力，在课程教学中，注意引导他们将理论知识与实践相结合，激发学生的学习热情和对通用技术学科的兴趣，挖掘他们的创新意识和创造潜能。用所学的知识分析一些日常生活中的简单结构，将理论知识与实践进行良好的结合，从而达到学以致用的教学目标。
课标要求 1.通过技术活动探究形状、材料、连接方式等因素对结构强度的影响，并尝试解决相关技术问题； 2.能依据相关技术试验标准对结构强度进行试验。
教学目标（核心素养） 1. 技术意识：通过技术活动探究形状、材料、连接方式等因素对结构强度的影响，能灵活运用本节所学知识分析解决实际生活中结构设计问题。 2. 创新设计：通过技术试验和案例分析，探究影响结构强度的主要因素，对案例的试验分析、讨论的过程，也是提高观察能力和知识迁移能力的过程。培养学生的试验、分析、总结问题的能力，提高学生对通用技术课程的兴趣，培养他们严谨的思维，增强科学探究的能力。
教学重点 掌握结构强度的概念及影响结构强度的重要因素。
教学难点 进行与结构强度相关的技术试验。
教学方法 情境创设、案例分析法、讲授法
教学过程
教师活动 学生活动 二次备课
引入新课 复习结构稳定性，并引出“固”指的是强度。 回顾所学内容
新 课 学 习 分析生活中的现象： 绳子、桥、汽车挡风玻璃在外力的作用下受到了破坏，我们说他们无法抵抗较大的荷载，他们的强度不够好。 一、结构强度 1．结构强度定义：结构强度是指结构具有抵抗被外力破坏的能力。 强度与稳定性的联系与区别： 区别：稳定性是研究物体的保持平衡状态的能力，强度是研究不被外力破坏的能力。 2.内力 物理学与通用技术研究力的角度不同，物理学往往研究外力，把物体当质点，哪怕是地球，在研究它绕太阳转动时，扔把它当做质点。而技术学则关注一个物体内部受力情况。 内力：当构件受到外力作用时，内部各质点之间的相互作用会发生改变，产生一种抵抗外力与形变的力，称为内力。 应力：是构件的单位横截面上所产生的内力。 用公式表示应力为：δ=F/s； 小结：当应力达到某一极限值时，结构就会遭到破坏。应力可以作为表示结构强度的基本指标。 二、探析结构强度 1.结构的形状 一起来探究： 试验目的：A4纸的强度与结构形状的关系 试验准备：A4纸二张，支架2个 试验步骤： 1.分别将不同形状的纸筒的两端固定在支架上,中间架空。 2.分别在不同形状的纸筒的中间放置相同质量的重物，并依次不断加相同质量的重物，观察结果。 学生完成试验并展示 结构的形状影响结构的强度 框架结构中，三角形是最基本的形状之一,它结实、不易变形，所用材料最少。 思考：一个用4根小木条钉成的相框，牢固吗？有什么方法可以使它变牢固？ 在长方形或六边形的框架中间，加上支撑构件，构成三角形，就可以大大增加它的牢固程度。 问题：观察纸质包装箱的横截面，想想为什么要这样设计呢？ 增强了强度和节省材料。 各种形状的横截面构件，所承受力的程度是不一样的。不同截面形状的构件强度不同。 不同截面形状的构件强度不同。 问题：火车轨道为什么设计成“工”字型 火车轨道所用材料利用了“工”字梁设计即节约材料又增强了强度。 结构的形状对强度的影响有两点：一是结构的外部形状，二是结构的构件截面形状。对这两点需要分别考虑，注意不要把它们混为一谈。结构的外形相同，构件的截面不一样，其强度也不一样。 2.结构的材料 材料不同，强度也是不一样的 问题：建筑使用钢筋混凝土的好处是什么？ 小结：不同的材料构成的结构，其强度各不相同。一个坚固的梁必须具有好的抗拉、抗压、抗剪切和抗扭转的性能，所以桥梁通常由不止一种材料构成。混凝土梁含有加固钢筋，混泥土擅长抗压力，而钢筋擅长抗拉力，它们共同构成牢固的结构，共同承担载荷的作用。 不同的材料可能带来结构上的变化。以椅子为例，采用木头为材料，可以设计成图甲所示的框架结构;采用不锈钢为材料，可以制造成图乙所示的框架结构;采用塑料为材料，可以制造成图丙所示的一次性压模成型的结构。 3．结构的连接方式 结构是由若干个构件通过不同的连接方式组合而成。连接的方式直接影响结构的强度。连接方式多种多样，若按构件之间能否移动及转动来分类，可分为以下两类：铰连接和刚连接 趣味分类：在自行车各部件之间的连接中属于哪种连接。 拓展阅读：P21了解连接方式的分类 影响结构强度的这三个主要因素它们之间不是孤立的，在实际的结构设计中我们要综合考虑各种因素，来提高结构的强度。 学习反思：在设计时，为了提高结构的强度，可以加大构件的外形尺寸、增加材料厚度、选择高性能材料，但这又会带来什么样的问题？ 观看图片，分析生活中的现象 听课 听课，认识内力、应力 做试验，并展示 思考问题并回答 思考问题并回答 思考问题并回答 思考问题并回答 听课，认识到不同材料可能带来结构上的变化 请学生完成趣味分类 学生阅读课本 小组讨论，完成学习反思
课 堂 小 结
板 书 设 计 1.2稳固结构的探析（探析结构强度）
教 学 反 思

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