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第二节 探究结构
第1课时 结构的稳定性
“比萨斜塔”为什么为著名呢？
塔的故事
2.1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的实验，从此推翻了亚里士多德“物体下落速度和重量成比例”的学说，纠正了这个持续近2000年之久的错误结论。
1.比萨斜塔位于意大利，是当地地标性的建筑，创建于1173年，整体倾斜而不倒。
实验一：两瓶矿泉水实验
实验要求、步骤：
为什么？
结论：接触面积越大越稳定？
两瓶矿泉水，在木板的同一水平线上，一个正放，一个倒放在木板上，慢慢的上升木板的一端，观察现象。
结果猜想：哪一个先倾倒？
接触面
支撑面积和接触面积
支撑面
结论：支撑面越大越稳定
四只脚
f
三只脚
f
二只脚
f
一只脚
f
结论：支撑面越大越稳定
比萨斜塔高54.5米，一共8层，中间6层结构完全一样，顶层最小，底层最大，底层直径16米，在底层之下就是塔基，塔基就更大了，直径达到19.6米。在生活中，我们修在房屋时，为什么我们的地基要比地面上的房屋宽大了吧。
实验二：四个矿泉水瓶实验
实验要求、步骤：
在木板的同一水平线上，正放一个满瓶、一个2/3瓶、一个1/3瓶,一个空瓶，同样逐渐上升木板。
为什么？
结论：重心越低越稳定
结果猜想：哪一个先倾倒？
稳定的本质：
G
G
F支撑与G都不在一直线上了！
F支撑=G
G1
G2
重心的高低及支撑面大小的稳定性的影响
通过实验一和实验二得出：支撑面越大越稳定，重心越低越稳定的结论。
为什么呢？？？
平衡
现在比萨斜塔斜而不倒，只能说明重心的垂线还落在支撑面上
据报道，自1918年开始，塔身以平均每年1毫米的速度倾斜。
到1990年，斜塔倾斜达4.8米，按此速度，最多到2050年，斜塔将因失去平衡而倒塌。
1997年，意大利政府决定拨款120亿里拉，并向全世界征求拯救方案，2002年经过维修的比萨斜塔重新对外开放，经专家论证，经过此次维修，300年内比萨斜塔不会倒塌。
动平衡：
陀螺仪原理
至今不能完全合理的解释
埃菲尔铁塔位于法国巴黎市战神广场上，用以庆祝法国大革命胜利100周年，于1889年竣工，高324米，并成为当时世界最高建筑，铁塔设有广场、一楼、二楼、顶层、花园五个区域，每年接待游客700万人次。
塔的故事
这么高，很稳定，为什么？
三角形具有稳定性！
为什么？
说明结构的稳定性还与结构的形状有关。
结构的稳定性三要素：
书面语言：“结构在荷载作用下维持原有平衡的能力”。
通俗的说就是前面我们说的结构不容易“倾倒”、“翻倒”、“变形”、“移动”
支撑面、重心的高低、形状有关（三角形最稳定）
什么是稳定性：
力
荷载
→
思考：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？
动手实践：纸块建塔
要求，只能用纸块，哪一组建的塔高
应县木塔，也叫做释迦塔，位于山西省应县佛宫寺，是中国现存最高的最古老的一座木构塔式建筑，与埃菲尔铁塔、比萨斜塔并成为世界三大奇塔，纯木的构造也使得应县木塔称为独一无二的建筑，其建筑成就为世界所震撼，2016年，释迦塔获吉尼斯世界纪录认定，为世界最高的木塔。释迦塔塔高67.31米，底层直径30.27米，呈平面八角形。全塔耗材红松木料3000立方米，2600多吨，纯木结构、无钉无铆，全塔没用一枚铁钉。但迄今完好，是我国乃至全世界建筑史上独一无二的瑰宝。
应县木塔是我国木构建筑的奇迹，它的珍贵价值可以概括为最古、最高、最多、最巧、 最固这几个词。最古是说它的塔龄，它建于公元 1056 年，距今已有 960 年的历史了，是我国现存最古老的木塔，也是世界上现存最古的木构建筑。
应县木塔

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