资源简介

1．2 结构与稳定性
教学目标
1. 知识与技能：① 了解结构的稳定性；② 掌握影响结构稳定性的主要因素
2. 过程与方法：通过探究、实践、讨论、分析等方法使学生懂得应用相关理论知识
3. 情感态度价值观：培养学生的探究、实践、分析问题的能力，体验学习的乐趣。渗透安全教育、德育教育。
教学重点与难点
1. 重点：影响结构稳定的主要因素，学生实践，学生练习。
2. 难点：利用所学知识解决有关现象
教学策略
在教学中为了使学生更易学到相关知识，以“影响结构稳定的主要因素”为主线，并以这条主线进行展开，使学生达到应用知识的目的。用设计、试验的手段巩固理论知识。在教学中充分利用探究、试验、设计的教学方法。
教学准备
（1）电教设备：多媒体、投影仪
（2）教具及实践器材：小椅子（自制）、不倒翁、获奖证书封皮、啤酒瓶、粗导线、尖嘴钳、钩码（50g）、米尺、陀螺等
（3）每位学生一份学案及练习
教学过程
（一） 引入新课：
【演示】 出示不倒翁，用手扳它，倒了，放手又自动立起
【引出问题】
1. 不倒翁为什么不倒？它是稳定结构还是不稳定结构？
（学生回答，答案有两种可能，形成两派）
2. 为什么会出现两种答案呢？那到底什么样的结构是稳定的，什么样的结构又是不稳定的？要知详情，下面分解
（二） 新课内容： §1.2.1 稳固结构的探析——结构与稳定性
结构的稳定性是指结构在负载的作用下，维持其原有平衡状态的能力。
从概念中，大家再来理解一下不倒翁是稳定结构还是不稳定结构？
（学生回答的答案还是两种都会有）
【教师澄清】 此概念要理解两层意思：一是要确定结构原来是什么状态；二是结构受常力作用下状态不变，是稳定，或者允许结构在常力作用下变动，但干扰消失后能回到原来的状态也称为稳定。因为概念中有“维持”二字，所以稳定不是状态绝对不变。
现在大家再来看一下，不倒翁是稳定结构还是不稳定结构？
学生回答后给出明确答案:不倒翁原来正放，用手扳动后晃几下不倒，是稳定。因为不倒翁绝大多数时间原来都是正放的，所以我们说不倒翁是稳定结构。
多媒体演示：（汶川地震视频）看完视频，大家感触颇深，我们中肯定有人在想，将来一定要设计出稳定的牢固的楼房。
【提问】 结构的稳定性与什么因素有关？
【演示】 小椅子重心高时倾倒，低时稳定。得出如下结论，如图1—1。
因素一：重心位置的高低
[试验探究1]：两人参加堆积木，比赛看谁堆的高。
（规定时间）高的容易倒，为什么？
物体重心越低，越稳定。（不倒翁、世界第一高人、赛车）
【演示】 小椅子支撑面小时倾倒，大时稳定。得出如下结论，如图1—2。
因素二：支撑面积的大小
[试验探究2]：利用获奖证书封皮当做屏风，如何才能稳定？
结合前两个因素
【想一想】比萨斜塔为什么不倒塌？
结构重心的位置：结构重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围内，落在就是稳定的，没有就是不稳定的。（重心问题必须加此条件）
【演示】 小椅子原来形状时倾倒，改变形状后稳定。得出如下结论，如图1—3。
因素三：结构的形状
【想一想】A字形梯为什么载人时能够保持稳定？
[分析]： 如果没有梯子中间的拉杆将会怎么样？
[引导学生得出结论]：结构或构件的形状影响其稳定性。
[教师总结] 影响结构稳定性的主要因素：重心位置的高低、 结构与地面接触所形成的支撑面的大小和结构的形状。
强调：几个因素相互联系，如小椅子改变形状时其实改变了结构的重心，改变支撑面积时其实也改变了结构形状。
【课内讨论探究】
（１）举出生活中利用不稳定的结构实现一定功能的事例
【演示】 啤酒瓶，正放——稳定结构； 倒放——不稳定结构
（可再次回到稳定结构概念的澄清）
应用：利用用倒立的啤酒瓶可以报告地震
（２）静止状态下陀螺正放会倾倒，而当它高速旋转时却可以立起来？
（运动状态下与静止状态下物体的稳定条件有所不同）
【提问】我们学习结构的稳定性有什么用呢？
【学生实践操作】（多媒体展示）
简易挂物架的制作（2人一组）
1.带着疑问与好奇去实践：
（1）设计好后说说自己的设计思路
（2）谈谈影响结构稳定性的主要因素
2.材料：80cm长的粗导线、15cm长的细线、钩码（50g）一个
3.工具：尖嘴钳、米尺
4.要求：（1）用给定的导线制作一个挂物架，并在最上端挂一个50g的钩码，比一比哪组同学在稳定的前提下立的最高，即稳定的前提下追求最高的挂物架（高度用米尺量取）。
（2）设计好底座和挂钩(图中是提示，大家争取有更多创新)
（3）团结合作，注意安全
（4）完成学案
【反馈】实物展示——学生介绍作品——教师点评
学生汇报制作思路并总结影响结构稳定性的主要因素（重心位置的高低、支撑面的大小、结构形状）
课堂小结：（多媒体展示）
结构的稳定性：指结构在负载的作用下，维持其原有平衡状态的能力
影响结构稳定性的因素：（1）重心位置的高低；（2）结构与地面接触所形成的支撑面的大小；（3）结构形状
课内练习及作业布置（见学案及课堂练习）

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