资源简介

(共19张PPT)
教学目标：
（一）知识与技能：能从力学的角度掌握结构与力的关系，能分析结构的一般受力形式。
（二）过程与方法：通过学习椅面、简易桥梁、房屋的受力分析案例,分析结构是如何承受力的。
（三）情感态度与价值观：展示一些采用架、梁、拱结构的建筑物的图片，激发学生的学习激情和兴趣；通过实践指导学生探究实现结构强度的方法。
结构与力
知识铺垫
结构的涵义：结构是指事物内部的组成、排列及其相互之间的关系。
结构和系统的功能有着紧密的关系。——系统的功能对其结构有着绝对的依赖性。
结构不仅是事物存在的形式，更是事物特性的依据。
自然界形形色色的结构给了人们无穷的创造灵感和启示。生产生活中有哪些产品的结构是受到自然界事物结构的启发而产生的？
木锯
雷达
飞机的机翼
1981年7月17日美国的堪萨斯城饭店发生倒塌。造成113人死亡，200人受重伤。　　
这一惨案的结论是：空中通道和凉台的构造设计有缺陷，从墙壁至立柱间的空中距离过长。
结构与力
从力学角度来说, 结构是指可承受一定力的架构形态； 它的作用是可以抵抗能引起形状和大小改变的力。每个物体都有它的特定的架构形态，这种架构形态体现着它的结构。
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,研究时把物体当质点,哪怕是地球,在研究它绕太阳转动时,仍把它当作质点。
技术学则关注一个物体内部受力情况， 研究时考虑的是构件的各个横截面上的受力情况。
1、基本概念
构件——组成一个较复杂结构的不同部分。
内力——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——构件的单位截面上所产生的内力。
小资料
当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。
2、构件的受力形式
构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。
拉力:结构承受拉伸时，作用在结构上的力，是一对方向相反，作用线与拉杆轴线重合的力。
压力:结构承受压缩时，作用在结构上的力是一对方向相反，作用线和压杆轴线重合的力。
剪切力:结构在受剪切时，结构所承受的力是分别作用在构件相对的两个面上，方向相反，作用线错开微小距离的两个平行力。
扭转力:承受扭转的构件一般都称为轴。它承受的外力是一对作用在轴两端面内，转向相反的力。
弯曲力:承受弯曲载荷的构件，一般称为梁。梁在承受弯曲时，受力情况比较复杂，其中一种载荷叫做弯矩。它是作用在过梁的轴线且与横截面垂直的平面内的力。其作用是使梁产生弯曲变形。
任何结构承受的外载荷，都是拉、压、剪、扭转、弯曲中的一种、或几种的组合。工程结构的主要功能就是承受和传递各种形式的外载荷，保证结构的可靠工作。如
　　——秋千的吊索，主要承受拉力；
　　——桥梁的桥墩，主要承受压力；
　　——连接齿轮和轴的键，主要承受剪力；
　　——汽车方向盘的轴，主要是受扭转力 ；
　　——单杠的杠体（上面的横杠），主要受弯曲力 。
　　为了保证结构的正常工作，这些构件必须有对于主要载荷的足够的承载能力。这是结构设计中必须考虑的重要问题。
如何分析结构元件 事实上，要分析一个结构体，必须先将复杂的结构体，分为许多小的结构组件, 再一一地将它分析出来，分析其受力情况，要清楚在这些力的作用下，构件能否安全、可靠地工作。
马上行动
指出下列结构可以抵抗来自外界哪些方面的作用力：
建筑物的窗户：
课桌：
硬纸包装箱：
抵抗来自建筑物墙的正向和侧向的压力、风的作用力，及其自身的重力
承受来自桌面物体的压力和它自身的重力等
承受箱内物体的重力、箱内物体向外的挤压力以及自身的重力等
连线，把左右对应的项目连接起来：
1.拉力
2.压力
3.剪切力
4.扭转力
5.弯曲力
A.作用于物体，使它产生弯曲的力
B.两个距离很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物体上的平行力
C.物体被挤压时所受的力
D.物体所承受的被拉拽的力
E.反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力
马上行动
马上行动
受力分析（想一想，它们会受到那些力的影响？）
吊兰支架承受吊兰的拉力；
桥墩受 到来自桥面、桥上负载的压力，两端被托起的梁受到支撑力；
大坝受到水的侧压力。
小试验
比较不同形状的胶板承受压力的大小
1、哪种情况下纸板的抗压能力最强？
2、还有更好的方案吗？
方案(1)
方案(2)
方案(3)
按方案(3)放置的纸板抗压能力最强。
同样的纸板在水平状态下抗压性能最差；作成拱形时抗压能力增强，拱形的拱幅越大抗压能力越强。
探究：如果把纸板折成瓦楞状,试验结果会发生什么变化？
举例说明这一结论在实际应用中有什么意义 ？
赵州桥
举例说明这一结论在实际应用中有什么意义 ？
盛载食物的胶盒在面上加上凹凸坑纹，令结构更坚固。
1996年2月26日，连接重庆綦江县新旧城区的人行跨江大桥—彩虹桥落成。
1999年1月4日傍晚，这坐桥竣工不足三年的大桥在没有任何先兆的情况下整体坍塌。造成40人死亡14人轻重伤的惨剧。
力对结构的破坏
列举力对结构的破坏
知识梳理
物理学—外力—质点 技术学—内力—横截面
结构是指可承受一定力的架构形态； 其作用是可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
1、基本概念
构件——组成一个较复杂结构的不同部分
内力——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作内力。
应力——构件的单位截面上所产生的内力
应力公式为：σ =F/s （F 是内力 ,S 是受力面积 , σ是应力）
2、构件的基本受力形式：
拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力结构与力教学案例
一、教学目标
（一）知识与技能：能从力学的角度掌握结构与力的关系，能分析结构的一般受力形式。
（二）过程与方法：通过学习椅面、简易桥梁、房屋的受力分析案例,分析结构是如何承受力的。
（三）情感态度与价值观：展示一些采用架、梁、拱结构的建筑物的图片，激发学生的学习激情和兴趣；通过实践指导学生探究实现结构强度的方法。
二、教学内容分析
本课时是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第一节中“常见结构的认识”的第二课时。本课时要讲解构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力，讲解应力概念。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。应力从认识常见的结构开始,通过学生熟悉的事例,展开技术视野中的力与结构讨论, 通过有趣的小试验, 强化对不同类型结构的特点的理解。
教学重点：1、应力概念的理解
教学难点：2、构件的基本受力形式的分析，探讨如何增强结构的受力程度。
三、教学媒体、资源的运用：
1、制作课件
2、纸板承受压力试验需要废旧纸盒的纸板和给纸板加压的重物,课堂中可以使用垫写板代替纸板、砝码代替重物；打印纸两人一张。
四、教学对象分析：
学生对结构有一定的了解。对结构的功能和分类也有一定的基础。另外，学生在物理课中已学习了有关力学的知识，对物体的受力分析有比较好的基础。但是由于受力分析是物理课教学中的难点，多数学生在受力分析中还是有困难的，所以在教学中还要利用模型演示形变的情况，分析说明拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力等。
五、教学策略：
1、从认识常见的结构开始,通过学生熟悉的事例,展开技术视野中的力与结构讨论, 通过有趣的小试验, 强化对不同类型结构的特点的理解。
2、在教学过程中，采用讲授法、阅读法、案例分析法和提问法，让学生共同讨论、分析、交流互动等教学形式交叉和渗透灵活运用，并始终贯穿于整个课堂教学当中。本课时要求学生亲历纸板承受压力试验并运用多媒体教学设备，将与教学相关的图片展示给学生，都是为了让学生尽快获得感性认识，并上升到理性认识。
3、鼓励学生自主探究和合作交流，引导学生自主观察、总结，在与他人的交流中丰富自己的思维方式，获得不同的体验和不同的发展。引导学生从力学的角度理解结构的概念并注意基本受力形式与物理学中力的区别和联系。
六、教学过程：
（一）引入课题
1、结构的基本知识引导。
2、出示课件片2 介绍1981年7月17日美国的堪萨斯城饭店发生倒塌。造成113人死亡，200人受重伤——原因是空中通道和凉台的构造设计有缺陷，从墙壁至立柱间的空中距离过长。
导入新课：由于结构的损坏而发生的悲剧比比皆是，那么结构为什么会损坏？是什么引起结构的损坏呢？今天我们就一起来研究。
（二）学习“结构与力”
1、（板书）【结构与力】 分别从物理学和技术学的角度来研究。
从力学角度来说, 结构是指可承受一定力的架构形态, 它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
2、以一块豆腐的受力为例（用手指挤压豆腐，能明显看到变形），帮助学生理解应力概念。
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。
3、讲解构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。
4、案例分析：人坐在椅子上, 椅面受到的力；行人和车辆通行的桥面受到的力。
5、指导学生概括五种基本受力形式：
拉 力 物体所承受的拉拽力
压 力 挤压物体的力
剪切力 两个距离很近 ,大小相等,方向相反,且作用于同一物体上的平行力
扭转力 反方向向物体两端均匀施力 ,使物体发生扭转形变的力
弯曲力 作用于物体 ,使它产生弯曲的力
（三）马上行动
学习椅面、简易桥梁等的受力分析案例,分析结构是如何承受力的（1、2、3）。
（四）展示一些采用架、梁、拱结构的建筑物的图片。
（五） 指导学生做“纸板承受压力试验”：
比较不同形状的纸板承受压力的大小——分组试验
试验准备、试验过程（略）
回答问题：
1. 哪种情况下纸板的抗压能力最强
2. 举例说明这一结论在实际应用中有什么意义。——赵州桥
（六）探究：1、如果把纸板折成瓦楞状,试验结果会发生什么变化
2、举例说明这一结论在实际应用中有什么意义？ ——饭盒
3、呼应：列举力对结构的破坏
七、附：板书设计
第二节 结构与力
八、教后反思
1、在案例的选择上，没有按照课本上的案例，而是选择了同学们非常熟悉的豆腐块做案例，很容易调动起他们的积极性，学生参与的积极性高了，教学上安排就相对来说容易了；还有后边的动手试验，用垫写板比纸板好，用这个案例来分析结构与力的关系很好。
2、本节课使用PPT上课，效率比较高，尽管课件制作，特别是搜集大量的图片，花费时间、精力较多，但是从上课的效果来看，还是很值得的，加上老师准备的许多实物模型和小试验，尤其是学生亲自动手试验，活跃了课堂气氛，大大提高了学生的学习兴趣。
3、由于时间所限，学生的分组试验——探究“结构形状与承受压力大小的不同”的时间不够充裕，一定程度的影响了结论的得出。
4、受目前高考制度的影响和制约，学生对通用技术课程的重视程度不够，我认为教师解决这个问题的思路就是以灵活的教材处理、新颖的案例选择、多变的活动方式、民主的课堂气氛、恰到好处的情景创设来吸引学生，激发学生求知欲望和浓厚兴趣，使学生从内心深处真正喜欢通用技术这门课。
物理学—外力—质 点
技术学—内力—横截面
结构：是指可承受一定力的架构形态；
作用：是可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
1、基本概念
构件——组成一个较复杂结构的不同部分
内力——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作内力。
应力——构件的单位截面上所产生的内力
应力公式：σ =F/s,（F 是内力 ,S 是受力面积 , σ是应力）
2、构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。

展开更多......

收起↑