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第二节 稳固结构的探析
一、结构与稳定性
二、结构与强度
三、结构与功能
一、结构与稳定性
1.结构的稳定性是指结构在负载的作用下维持其原有的平衡状态的能力。即受外力后恢复原有平衡状态的能力。
平衡状态是指保持静止或匀速直线运动或匀速转动。
2.影响结构稳定性的因素：
重心位置 结构形状 支撑面积
影响结构稳定性的因素一：重心
（1）如果重心的垂直投影落在支撑面内，结构是稳定的。
（2）相同条件下重心越低，结构越
稳定
重心所在点的垂线落
在结构的底面的范围内
影响结构稳定性的因素二：支撑面积
支撑面越大越稳定，越小越不稳定。
接触面
支撑面
接触面 支撑面
影响结构稳定性的因素三：结构的形状
形状影响结构的稳定性，如三角形是稳定的，且能提高结构的稳定性。
运动状态下与静止状态下物体的稳定条件有所不同。如自行车、高空走钢丝
生活中的动态平衡
运动中的自行车如何保持平衡
原因之一是车轮的陀螺效应。陀螺
效应：旋转的物体有保持其旋转
方向（旋转轴的方向）的惯性。
运动中的自行车不断左右拐小弯，调整重心位置，产生的离心力会使自行车纠正倾斜的程度，从而保持平衡。
自行车前叉后倾，使车辆转弯时产生的离心力其所形成的力矩方向，与车轮偏转方向相反，迫使车轮偏转后自动恢复到原来的中间位置上。
稳定性的应用
结构的稳定性在日常生活中有着广泛的应用，一方面人们利用稳定的结构抵抗外力、承受负载，利用降低重心、扩大支撑面等提高结构的稳定性；另一方面又利用不稳定的结构实现某些功能。
１.倒置的啤酒瓶可以预报地震
２.在打水的桶口边挂一重物，在入水面时能自动翻倒打水。
1.结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力
二、结构的强度
2.影响结构强度的主要因素:
结构的形状、结构的材料与连接
1.结构的外部形状.三角形是框架结构中最基本的形状之一,它强度大，结实、稳定，所用材料最少。
2.截面形状 相同材料，相同截面积，不同截面形状的构件强度不同。
强度与材料
结构的强度与材料有关
VS
纸杯
钢杯
一个坚固的梁的材料必须具有好的抗拉力、压力、弯曲力、剪切力的性能，所以，梁通常由不止一种材料制成。如钢筋混凝土结构的梁，混泥土擅长抗压力，而钢筋擅长抗拉力，它们共同形成非常牢固的结构
结构的连接是指通过一定的连接物将构件组成整体结构。
连接方式不同，结构的强度也不同。
强度与结构的连接
结构构件的连接通常有两类: 铰连接 刚连接
铰连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，但可以相对转动，具体有门与门框的连接、松螺栓、松铆、折叠伞伞骨间的连接等。
刚连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，也不能相对转动，具体有榫接、胶接、焊接等。
胶接
焊接
榫接
三、结构与功能
结构对事物的功能和作用产生着直接的影响，结构的改变可能导致功能的改变
多功能起子
它们功能不同，是
因对其结构进行了
局部调整。
活动要求及目的：
1.分组先搭建直梯，增加零件依次完成人字梯，带有横梁的人字梯。
2.通过对人字梯结构中有无横梁的不同，探究结构的形状对结构的结构稳定性的影响。
3.活动讨论及总结
哪种形状的梯子最稳固,为什么
活动项目1：搭建稳固的梯子
活动项目2:不同垒法的墙
活动目的:探究砖与砖的连接方式对墙的强度的影响
探究墙的形状与强度的关系
活动步骤及要求：
1.用三种不同的垒法垒三堵4块砖高、三块砖长的墙。
2.在墙的一侧施加相同大小的推力，观察结果。
3.分析不同的垒法的墙，当施加相同大小的推力时，哪种垒法的墙不容易被推倒和倾倒 你认为最好的垒法是什么 分析原因。
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本节小结
一、结构与稳定性
1.稳定性概念
2.影响结构稳定性的因素：重心位置、支撑面积的大小和结构的形状等
二、结构与强度
1.强度概念
2.影响结构强度的因素：结构的形状、结构的材料与连接
三、结构与功能
不同的结构体现了不同的功能
重点知识
思考:有的矿泉水瓶上有若干
凸起的横向纹路,它的作用是
什么 (p20)
单选题
1.走钢丝的人手上拿着一长棒的目的是( )
A美观 B调节重心 C保护 D支撑
2.判断哪个不属于壳体结构( )
A头盔 B贝壳 C口杯 D金字塔
3.塔一般都是上小下大，这主要
是考虑它的（ ）
A经济性 B强度 C功能 D稳定性

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