资源简介

教 案
课 题 第二节 探究结构 课 型 新 授
本课题课时数：3 本课为第1课时 备课日期 9 月 12 日
教 学目 标 1、了解影响结构稳定的主要因素
2、通过讨论、分析等方法使学生懂得应用相关的理论知识
3、培养学生的观察能力，激发学习兴趣
教 学 重 难 点 及对 策 重点：影响结构稳定的主要因素
难点：利用所学知识解决有关现象
教 学 过 程 设 计
教学内容 教学过程 学生活动 备注
引入二、新课三、拓展。四、小结 引入 (2’)，复习上节课的要点，实体结构、框架结构、壳形结构的受力特点。提出不同的结构所能承受的力不同，它的稳固性也不一样。一、(5’)通过播放一系列的建筑事故图片，分析这些事故发生的原因，让学生了解结构稳固的重要性，然后思考：影响结构稳固的因素有哪些？生：回答师：影响结构稳固的因素有很多，我们通过学习结构的稳定性、结构的强度、结构的连接来共同探讨，这节课我们主要学习结构的稳定性。那么，什么是结构的稳定性呢？屏幕显示：结构的稳定性是指结构在荷载的作用下维持其原有的平衡形式的能力。结构的稳定性是讨论结构整体的问题二、影响结构稳定性的主要因素(共27’)首先提出问题：影响结构稳定性的主要因素有哪些？让学生带着问题思考学习下面的内容。1、(8’)结构的稳定性与它的几何形状有关。A、屏幕显示A字形梯的图片师：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？生：思考回答师：分析，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。B、屏幕显示照相机三脚架的图片。师：照相机的支撑架为什么常使用三脚架而不用其他形状？生：思考回答师：分析，因为三角支架与地面有三个接触点，形成的三角形结构使照相机的支撑架更容易稳定。师：通过上面的分析，我们知道，结构的稳定性与它的几何形状有关。补充（三角形稳定性的应用）：建筑中广泛运用了三角形的稳定性。房子、桥梁的桁架大多都是由多个三角形构成的；钢架结构的十字梁同样是运用这一原理，在四边形的框架中用两条杆件作对角线，形成多个三角形，既节省了材料，减轻了结构的质量，又有效地加强了结构的强度和稳定性。十字钢梁也是建筑中常用的构件，如在高压输电的铁塔、悬索桥的塔架，以及摩天大楼钢架结构中都被普遍地采用。2、(7’)结构的稳定性与支撑面积的大小屏幕显示大坝的图片师：为什么大坝的横截面总是建成梯形？生：思考回答师：大坝需要承受很大的力的作用，如自身的重力，水的冲击力、压力等等，要起到防洪的作用，大坝必须要求非常稳固。大坝建成梯形，增大了与地面接触所形成的支撑面，支撑面越大越坚实，稳定性就越好。B、屏幕显示课桌的图片师：为什么许多课桌椅的支撑脚要做成往外倾斜？生：思考回答师：分析。这是为了进一步增大与地面接触所形成的支撑面积，增加稳定性。从而引导学生得出结论：结构的稳定性与支撑面积大小有关。注意：支撑面≠接触面。3、(10’)结构的稳定性与重心位置A、屏幕显示落地扇的图片师：落地扇为什么不易倾倒？生：思考回答师：分析，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。B、屏幕显示不倒翁师：不倒翁为什么会不倒？如果在它脖子上挂上一定数量的铁环，它还会不倒吗？生：思考回答师：分析，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，它的重心位置升高了，当铁环达到一定数量时，不倒翁就不在是不倒翁了。C、屏幕显示比萨斜塔的图片，比萨斜塔为什么不倒塌？（简单介绍比萨斜塔。） 通过分析长方体重心的垂线位置与稳定性示意图，使学生容易理解，比萨斜塔不倒的原因是它的重心所在点的垂线落在塔的底面的范围内。当塔倾斜到一定程度，重心的垂线不再落在塔的底面时，塔就会倾倒。引导学生得出结论：结构的稳定性与重心位置有关。小资料（中国的斜塔）：辽宁瑞州古塔，现存塔身高10米，塔身向东北方向倾斜12度，塔尖水平位移1.7米。该塔建成之后虽几经地震与洪水破坏，却始终斜而不倒，堪称奇迹。 4、(2)归纳得出结论：影响结构稳定性的主要因素有：结构的形状、结构与地面接触所形成的支撑面积的大小和重心的位置。补充：A影响结构稳定性的因素是相互关联的，需要综合考虑各种因素来讨论结构的稳定性。屏幕显示静止自行车的单脚支撑方式的图片。师：静态的自行车是如何保持稳定的？单脚支撑架的倾斜度如何影响自行车的稳定性？生：思考回答。师：分析。单脚支撑：显示支撑示意图，支撑脚和地面的接触点与前后轮和地面之间的接触点共同构成三点支撑，在地面形成三角形。它的稳定程度取决于单脚支撑架的倾斜度，在一定范围内，支撑架与地面的夹角越小（自行车的车身越斜），三角形的支撑面积越大，自行车的重心容易落在三角形内，稳定性越好。当倾斜度超过一定范围，自行车的重心落到三角形的外面，自行车就无法保持平衡了。B物体在静止状态与运动状态下的稳定性的条件也是不同的。（以奔驰的特别悬挂系统为例。）拓展(4’)： 分析跨栏从稳定平衡到倾覆的改变。师：想一想，跨栏是如何倾覆的？为什么不能从相反的方向跨越栏杆？生：思考回答师：分析跨栏的受力，得出当倾覆力矩大于抗倾覆力矩时，跨栏倾覆。（力矩在学物理时已经学过，在这里可根据实际情况，略提一提。）小结(2’)：再次明确影响结构稳定性的主要因素。让学生列举有关事例，加深对知识的理解，能用所学的知识解释。（如液晶显示屏，建筑、桥梁这类大型的固定结构，底座越大越坚实等。） 思考回答问题。举例 开始使用课件上课
五、后记(共21张PPT)
第二节 探究结构
第1课时
魁北克大桥倒塌事件
(1907年8月29日 )
戴高乐机场倒塌事件
候机楼内部
倒塌现场
（2004年5月23日)
影响结构稳固的因素有那些？
一、结构的稳定性
二、结构的强度
三、结构的连接
一、结构的稳定性
涵义：结构的稳定性是指结构在荷载的作用下维持其原有的平衡形式的能力。
结构的稳定性与什么因素有关？
想一想：
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？
想一想：
想一想：
照相机的支撑架为什么常使用三脚架而不用其他形状？
影响结构稳定性的因素
因素一：几何形状
想一想：
为什么大坝的横截面总是建成梯形的？
为什么许多课桌椅的支撑脚要做成往外倾斜？
想一想：
影响结构稳定性的因素
因素二：支撑面积的大小
落地扇为什么不易倾倒？
想一想：
怎样让不倒翁倒下？
想一想：
比萨斜塔为什么不倒塌？
想一想：
辽宁瑞州古塔，现存塔身高10米，塔身向东北方向倾斜12度，塔尖水平位移1.7米。该塔建成之后虽几经地震与洪水破坏，却始终斜而不倒，堪称奇迹。
小资料：中国的斜塔
影响结构稳定性的因素
因素三：重心位置
影响结构稳定性的因素：
结论
几何形状 支撑面积 重心位置
单脚支撑架的倾斜度如何影响自行车的稳定性？
拓展
跨栏是如何从稳定平衡到倾覆的？
拓展

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