通用技術(shù)2課件(廣東版)1.2探究結(jié)構(gòu)課件

1、第二節(jié)第二節(jié) 探究結(jié)構(gòu)探究結(jié)構(gòu)教學目標：教學目標：1、了解結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強度的概念。、了解結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強度的概念。2、理解影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強度的主要因、理解影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強度的主要因素，區(qū)分結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強度。素，區(qū)分結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強度。3、了解內(nèi)力和應(yīng)力的概念，知道內(nèi)力和應(yīng)力、了解內(nèi)力和應(yīng)力的概念，知道內(nèi)力和應(yīng)力的關(guān)系。的關(guān)系。美國塔科馬大橋和明尼蘇達州大橋坍塌事故.flv臺臺 風風 過過 后后 物體受到外力作用，原有的平衡狀態(tài)被打破出現(xiàn)的不穩(wěn)定現(xiàn)象。超高的車輛容易翻倒超高的車輛容易翻倒1、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性含義：、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性含義： 結(jié)構(gòu)在荷載作用下維持其原結(jié)構(gòu)在荷載作用下維持其

2、原有平衡形式的能力。有平衡形式的能力。一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 結(jié)構(gòu)的支撐面積結(jié)構(gòu)的支撐面積 支撐面積越大，越穩(wěn)定支撐面積越大，越穩(wěn)定問題：問題：哪個穩(wěn)哪個穩(wěn)定性更定性更好？為好？為什么？什么？2、影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素、影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素1、為什么大壩的橫截面總是建成梯形的？想一想：想一想：2、為什么許多課桌椅的支撐腳要做成往外傾斜的？為什么大壩的橫截面總是建成梯形？為什么大壩的橫截面總是建成梯形？ 大壩需要承受很大的力的作用，如自身的重力，水的沖擊力、壓力等等，要起到防洪的作用，大壩必須要求非常穩(wěn)固。大壩建成梯形，增大了與地面接觸所形成的支撐面，支撐面越大越堅實，穩(wěn)定性就越好。為什

3、么許多課桌椅的支撐腳要做成往外傾斜？為什么許多課桌椅的支撐腳要做成往外傾斜？ 這是為了進一步增大與地面接觸所形成的支撐面積，增加穩(wěn)定性。 接觸面與支撐面的區(qū)別 接觸面接觸面是物體與地面接觸形成的面。 支撐面支撐面是物體與地面接觸形成支撐的點的連線與地面構(gòu)成的面。 接觸面支撐面結(jié)構(gòu)的重心位置結(jié)構(gòu)的重心位置重心越低，越穩(wěn)定重心越低，越穩(wěn)定 以前的農(nóng)作物個子高，遭遇暴風驟雨容易傾覆，造成減產(chǎn)；現(xiàn)在的農(nóng)作物普遍個子矮。這是利用了什么原理？由此你得出什么結(jié)論？ 獨腳茶幾的高度設(shè)計得比較低，底座采用較重的材料（如大理石），臺面采用比底座輕的材料（如木材），使茶幾的重心降低，以提高穩(wěn)定性。想一想：想一想：結(jié)

4、構(gòu)穩(wěn)定性的基本條件結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的基本條件：重心所在點的垂線應(yīng)落：重心所在點的垂線應(yīng)落在結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)支撐面支撐面內(nèi)。內(nèi)。【思考思考】比薩斜塔為何斜而比薩斜塔為何斜而不倒？不倒？重心所在重心所在點的垂線點的垂線落在結(jié)構(gòu)落在結(jié)構(gòu)支撐面內(nèi)支撐面內(nèi)當塔傾斜到一定程度，重心的垂線不再落在塔的底面時，塔就會傾倒。鞏固提高鞏固提高 觀察學校的籃球架，并思考籃球架要有較高的穩(wěn)定性，可以怎樣做？ 結(jié)構(gòu)的幾何形狀結(jié)構(gòu)的幾何形狀三角形穩(wěn)定性。三角形穩(wěn)定性。 照相機的支撐架照相機的支撐架常使用三角架而不常使用三角架而不用其他形狀，是因用其他形狀，是因為三角支架與地面為三角支架與地面有三個接觸點，形有三個接觸點，形成的三角結(jié)

5、構(gòu)使照成的三角結(jié)構(gòu)使照相機的支撐架更容相機的支撐架更容易穩(wěn)定。易穩(wěn)定。 A字形梯為什么載人時能夠保持穩(wěn)定？ 如果沒有梯子中間的拉桿將會怎么樣？想一想：想一想： A字形梯為什么載人時能夠保持穩(wěn)定？如字形梯為什么載人時能夠保持穩(wěn)定？如果沒有梯子中間的拉桿將會怎么樣？果沒有梯子中間的拉桿將會怎么樣？ 一般情況下，梯子打開的時候，梯面與地面組成三角形，梯子本身就能站得穩(wěn)。當連接兩個梯面的橫桿拉直時，兩個梯面的上半部分就與橫桿構(gòu)成了穩(wěn)定的三角形，這就進一步加強了梯子的穩(wěn)定性，保證梯子能承受人體的壓力。如果沒有梯子中間的拉桿，載人時就不能保持穩(wěn)定?！舅伎妓伎肌?.1.靜態(tài)的自行車是如何保持穩(wěn)定的靜態(tài)的自行

6、車是如何保持穩(wěn)定的? ?雙腳支撐雙腳支撐的支撐架與地面之間有兩個接觸點，這兩點與前輪和地面的接觸點構(gòu)成三點支撐形式，自行車的重心落在前輪與支撐架構(gòu)成的支撐面內(nèi)，它是穩(wěn)定的。單腳支撐單腳支撐形式的支撐腳和地面的接觸點與前、后輪和地面之間的接觸點共同構(gòu)成三點支撐，在地面形成ABC。它的穩(wěn)定程度取決于單腳支撐架的傾斜度，在一定范圍內(nèi)，支撐架與地面的夾角越?。ㄗ孕熊嚨能嚿碓叫保珹BC的面積越大，自行車的重心容易落在三角形內(nèi)，穩(wěn)定性越好。2.自行車騎起來時，只有兩個支撐點，為什么不會倒？自行車騎起來時，只有兩個支撐點，為什么不會倒？注意！注意！運動狀態(tài)下與靜止狀態(tài)下物體的穩(wěn)定條件有所不同。運動狀態(tài)下與

7、靜止狀態(tài)下物體的穩(wěn)定條件有所不同。3.陀螺靜止狀態(tài)會傾倒，而高速旋轉(zhuǎn)時卻可以立起來？陀螺靜止狀態(tài)會傾倒，而高速旋轉(zhuǎn)時卻可以立起來？ 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，一方面人們利用穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)抵抗外力、承受負載，另一方面又利用不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)某些功能。如在地震多發(fā)地區(qū)，人們將啤酒瓶之類的物體倒置在地上，利用這一不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)預(yù)報地震的功能。hGLFh平衡保持不變，反之跨欄就要繞O軸按逆時針方向轉(zhuǎn)動。對跨欄過程的分析：二、結(jié)構(gòu)的強度二、結(jié)構(gòu)的強度（一）基本概念（一）基本概念1、內(nèi)力：、內(nèi)力：構(gòu)件在外力作用下會變形，同時構(gòu)件構(gòu)件在外力作用下會變形，同時構(gòu)件內(nèi)部各質(zhì)點之間的相互作用力發(fā)生了改變

8、，內(nèi)部各質(zhì)點之間的相互作用力發(fā)生了改變，這種作用力的改變稱作內(nèi)力。這種作用力的改變稱作內(nèi)力。 2、應(yīng)力：、應(yīng)力：構(gòu)件單位截面面積上所受的內(nèi)力。構(gòu)件單位截面面積上所受的內(nèi)力。 = N/A應(yīng)力，應(yīng)力，N內(nèi)力，內(nèi)力，A截面面積截面面積3、強度：、強度：構(gòu)件和材料抵抗破壞的能力。構(gòu)件和材料抵抗破壞的能力。4、應(yīng)力和強度的關(guān)系：、應(yīng)力和強度的關(guān)系：用應(yīng)力來衡量強度用應(yīng)力來衡量強度應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)力小，變形就小，抗變形能力就大。應(yīng)力小，變形就小，抗變形能力就大。（二）（二） 影響結(jié)構(gòu)強度的幾個主要因素影響結(jié)構(gòu)強度的幾個主要因素結(jié)構(gòu)的形狀結(jié)構(gòu)的形狀使用的材料使用的材料構(gòu)件之間的連接方式構(gòu)件之間的連接方式結(jié)構(gòu)外部形

9、狀結(jié)構(gòu)外部形狀結(jié)構(gòu)的橫截面形狀結(jié)構(gòu)的橫截面形狀鉸連接鉸連接剛連接剛連接1 1、使用的材料、使用的材料結(jié)構(gòu)的強度與材料有關(guān)結(jié)構(gòu)的強度與材料有關(guān)紙杯鋼杯塑料杯混凝土材料混凝土材料 使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的好處是什么？使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的好處是什么？ 混凝土抗壓性能較好，而抗拉能力就比鋼筋要小得多。因此在制造時可在梁的受拉區(qū)放置鋼筋，組成鋼筋混凝土梁，在這種梁中，鋼筋受拉，混凝土受壓，它們合理組成一個整體，共同承擔載荷的作用。 2、結(jié)構(gòu)的形狀、結(jié)構(gòu)的形狀: 注意：結(jié)構(gòu)形狀對強度的影響有兩點，一是結(jié)構(gòu)注意：結(jié)構(gòu)形狀對強度的影響有兩點，一是結(jié)構(gòu)的外部形狀，二是結(jié)構(gòu)的橫截面形狀。的外部形狀，二是結(jié)構(gòu)的橫截面形

10、狀。三角形結(jié)構(gòu)結(jié)實、穩(wěn)定，所用材料最少。A字形梯不采用鋁合金薄片，而采用長方形截面的構(gòu)件。說明構(gòu)件截面的形狀影響著結(jié)構(gòu)的強度。 相同材料，相同截面積，不同截面形狀的構(gòu)件相同材料，相同截面積，不同截面形狀的構(gòu)件強度不同。強度不同。 幾種不同截面形狀的構(gòu)件型材在相同結(jié)構(gòu)強度的情況下，具有用料少，質(zhì)量輕等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用。鉸連接：鉸連接：被連接的構(gòu)件在連接被連接的構(gòu)件在連接處不能相對移動，但可相對轉(zhuǎn)處不能相對移動，但可相對轉(zhuǎn)動。動。具體有松螺栓、松鉚等。具體有松螺栓、松鉚等。剛連接：剛連接：被連接的構(gòu)件在連接被連接的構(gòu)件在連接處既不能相對移動，也不能相處既不能相對移動，也不能相對轉(zhuǎn)動。對轉(zhuǎn)動。具體有

11、榫接、膠接、焊接、具體有榫接、膠接、焊接、鉚接、螺接等。鉚接、螺接等。 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接通常有以下兩類：結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接通常有以下兩類： 3 3、構(gòu)件之間的連接方式：、構(gòu)件之間的連接方式： 結(jié)構(gòu)的連接是指通過一定的連接物將構(gòu)件組結(jié)構(gòu)的連接是指通過一定的連接物將構(gòu)件組成整體結(jié)構(gòu)。成整體結(jié)構(gòu)。 鉸接鉸接傘骨間傘骨間的連接的連接鉚接鉚接金屬框架連接金屬框架連接不易焊接鋁板不易焊接鋁板連接連接螺栓和螺栓和螺母螺母榫接榫接榫接榫接膠接膠接黏接黏接金屬材料與其他材料的聯(lián)接，金屬材料與其他材料的聯(lián)接，有間隙存在的金屬件之間的連接，有間隙存在的金屬件之間的連接，補修金屬件的破損補修金屬件的破損焊接焊接錫焊錫焊電焊

12、電焊氣焊氣焊焊接電路板電子元件焊接電路板電子元件連接銅（鐵）材料的連接銅（鐵）材料的小型件小型件連接承受強度較大金連接承受強度較大金屬件屬件連接受力大金屬件連接受力大金屬件自行車車架的連接自行車車架的連接坍塌前的彩虹橋彩虹橋坍塌后的慘狀 坍塌原因：彩虹橋的主要受力拱架鋼管焊接不合坍塌原因：彩虹橋的主要受力拱架鋼管焊接不合格，存在嚴重缺陷，個別焊縫有陳舊裂痕。格，存在嚴重缺陷，個別焊縫有陳舊裂痕。 構(gòu)件連接處的強度是影響整個結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性構(gòu)件連接處的強度是影響整個結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性的重要因素。構(gòu)件連接處的強度取決于它的連接方式、的重要因素。構(gòu)件連接處的強度取決于它的連接方式、連接技術(shù)和連接處的牢

13、固程度等。連接技術(shù)和連接處的牢固程度等。從材料形狀方面考慮，吊蘭用的是三角形支架而不是其它形狀是因為三角形結(jié)構(gòu)結(jié)實、穩(wěn)定，所用材料最少。從材料方面考慮，吊蘭的三角形支架使用的是鋼管而不是木條或塑料，是因為鋼管抗拉性能好。從連接方式考慮，吊蘭的三角形支架的構(gòu)件是焊接的而不是捆綁的，是因為這種連接方式更牢固。吊蘭支撐架的強度結(jié)構(gòu)的變化可能導致功能的變化三、結(jié)構(gòu)與功能雨傘與拐杖一把撐開的雨傘，是通過傘的骨架和傘面的受力以實現(xiàn)遮風擋雨功能的，而收起的傘則可以通過傘的主干骨受力實現(xiàn)拐杖的功能。 【小結(jié)小結(jié) 】 1 1、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性：結(jié)構(gòu)在荷載作用下維持其原結(jié)構(gòu)在荷載作用下維持其原有平衡形式的能力

14、。有平衡形式的能力。影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素：結(jié)構(gòu)的支撐面積（支撐面積越大，越穩(wěn)定）結(jié)構(gòu)的支撐面積（支撐面積越大，越穩(wěn)定）結(jié)構(gòu)的重心（重心越低越穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)的重心（重心越低越穩(wěn)定，重心所在點的重心所在點的垂線落在結(jié)構(gòu)支撐面內(nèi)）垂線落在結(jié)構(gòu)支撐面內(nèi)）結(jié)構(gòu)的形狀（三角形的穩(wěn)定性）結(jié)構(gòu)的形狀（三角形的穩(wěn)定性）2 2、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)強度強度：構(gòu)件和材料抵抗破壞的能力。：構(gòu)件和材料抵抗破壞的能力。影響強度的因素影響強度的因素：材料：材料 、形狀（、形狀（結(jié)構(gòu)的外部結(jié)構(gòu)的外部形狀和橫截面形狀）形狀和橫截面形狀） 、材料連接方式、材料連接方式3、強度與穩(wěn)定性的聯(lián)系與區(qū)別強度與穩(wěn)定性的聯(lián)系與區(qū)別： 穩(wěn)

15、定性是研究物體的保持平衡狀態(tài)的能力，穩(wěn)定性是研究物體的保持平衡狀態(tài)的能力，強度是研究不被外力破壞的能力。強度是研究不被外力破壞的能力。4、應(yīng)力和強度的關(guān)系應(yīng)力和強度的關(guān)系：用應(yīng)力來衡量強度。：用應(yīng)力來衡量強度。應(yīng)力小，變形就小，抗變形能力就大。應(yīng)力小，變形就小，抗變形能力就大。5、內(nèi)力內(nèi)力：構(gòu)件在外力作用下會變形，同時構(gòu)構(gòu)件在外力作用下會變形，同時構(gòu)件內(nèi)部各質(zhì)點之間的相互作用力發(fā)生了改變，件內(nèi)部各質(zhì)點之間的相互作用力發(fā)生了改變，這種作用力的改變稱作內(nèi)力。這種作用力的改變稱作內(nèi)力。 6、應(yīng)力應(yīng)力：構(gòu)件單位截面面積上所受的內(nèi)力。：構(gòu)件單位截面面積上所受的內(nèi)力。 = N/A應(yīng)力，應(yīng)力，N內(nèi)力，內(nèi)力，A橫截面積橫截面積鞏固測試：鞏固測試：1 1、我們常用的A形梯不直接采用鋁合金片，而用長方形截面的鋁合金構(gòu)件，這說明影響結(jié)構(gòu)強度的是（ ） A.構(gòu)件截面的形狀 B.材料 C.重心的高低 D.連接方式2 2、空調(diào)的外機支架通常采用三角形結(jié)構(gòu)，而不用一根直桿挑起的結(jié)構(gòu)，這說明以下哪個因素影響著結(jié)構(gòu)強度（ ） A.材料 B.形狀 C.構(gòu)件 D.連接方式3 3、分別在一