影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素

關(guān)于影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素教學(xué)目標(biāo)

（1）知識與技能：①理解穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的概念。②通過實(shí)驗(yàn)分析總結(jié)出影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素（2）過程與方法：通過探究、實(shí)驗(yàn)、討論、分析等教學(xué)方法，使學(xué)生懂得應(yīng)用相關(guān)的理論知識。（3）情感態(tài)度價(jià)值觀：①增強(qiáng)學(xué)生對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的認(rèn)識。②培養(yǎng)創(chuàng)新品質(zhì)，提高審美意識。第2頁,共28頁，2024年2月25日，星期天導(dǎo)入新課思考：為什么一只飛鳥能使一輛汽車墜入河中？第3頁,共28頁，2024年2月25日，星期天看下面的圖片說一下哪些事物是穩(wěn)定的，哪些事物是不穩(wěn)定的？

第4頁,共28頁，2024年2月25日，星期天穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的概念

穩(wěn)定：指的不是狀態(tài)絕對不變，而是指受擾后，允許狀態(tài)有所波動(dòng)，但當(dāng)擾動(dòng)消失后，能重新返回到原平衡狀態(tài)。不能回到原有平衡狀態(tài)，為不穩(wěn)定。

結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性：是指結(jié)構(gòu)具有阻礙翻倒或移動(dòng)的特性。第5頁,共28頁，2024年2月25日，星期天影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素一探究實(shí)驗(yàn)一：從材料箱中拿出一張紙，動(dòng)手做一下，如何讓一張紙立起來？思考一：為什么屏風(fēng)能穩(wěn)定站立？結(jié)論一：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與它的幾何形狀有關(guān)。第6頁,共28頁，2024年2月25日，星期天一般情況下，梯子打開的時(shí)候，梯面與地面組成三角形，梯子本身就能站得穩(wěn)。當(dāng)連接兩個(gè)梯面的橫桿拉直時(shí)，兩個(gè)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(jìn)一步加強(qiáng)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(shí)就不能保持穩(wěn)定。

思考二：A字形梯為什么載人時(shí)能夠保持穩(wěn)定？如果沒有梯子中間的拉桿將會怎么樣？

第7頁,共28頁，2024年2月25日，星期天影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素二探究實(shí)驗(yàn)二：不倒翁為什么不倒？如果在它脖子上掛上一定數(shù)量的鐵環(huán)，它還會不倒嗎？研究不倒翁的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)不倒翁的重心很低，就在它與地面的接觸點(diǎn)上，所以不倒，如果往它的脖子掛上鐵環(huán)，它的重心位置升高了，當(dāng)鐵環(huán)達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，不倒翁就不在是不倒翁了。第8頁,共28頁，2024年2月25日，星期天探究三：落地扇為什么不易傾倒？落地扇的底座采用較重的材料，風(fēng)扇比底座輕很多，使落地扇的重心降低第9頁,共28頁，2024年2月25日，星期天結(jié)論二：重心的高低影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。重心越低,穩(wěn)定性越好;重心越高,穩(wěn)定性越差。第10頁,共28頁，2024年2月25日，星期天意大利著名的比薩斜塔為什么不倒塌？結(jié)構(gòu)重心的位置：結(jié)構(gòu)重心所在點(diǎn)的垂線是否落在結(jié)構(gòu)底面的范圍內(nèi)，落在就是穩(wěn)定的，沒有就是不穩(wěn)定的。第11頁,共28頁，2024年2月25日，星期天注意：支撐面≠接觸面。接觸面是物體與地面接觸形成的面。支撐面是物體與地面接觸形成支撐點(diǎn)的連線與地面構(gòu)成的面。第12頁,共28頁，2024年2月25日，星期天

1.從工具箱中拿出撲克牌，看看怎樣堆才能堆的高一些？

2.礦泉水瓶正立與倒立情況下不同的穩(wěn)定性？

動(dòng)手做做：結(jié)論三：支撐面越大越穩(wěn)定第13頁,共28頁，2024年2月25日，星期天觀察下面的圖片是如何來增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的？第14頁,共28頁，2024年2月25日，星期天

探究四：大風(fēng)刮來時(shí)，相同形狀大小的石凳子和木凳子哪個(gè)穩(wěn)定性好？結(jié)論四：材料也是影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的一個(gè)因素。第15頁,共28頁，2024年2月25日，星期天小組合作探究：從材料箱中任意拿出一樣物品，說說它是怎樣增加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的？以表格的形式提交，看看哪個(gè)小組做的又快又好？第16頁,共28頁，2024年2月25日，星期天結(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(fù)載，另一方面又利用不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)某些功能。倒置的啤酒瓶可以預(yù)報(bào)地震。第17頁,共28頁，2024年2月25日，星期天[練習(xí)]:(1)在擁擠的公共汽車上已沒有座位，你必須站著，而扶手你讓給了旁邊的老人，你在公共汽車上要如何才能保持自己的沒摔倒？(2)貨物應(yīng)盡量放在船艙里還是甲板上？為什么？人的身體的穩(wěn)定性取決于支撐面的大小和人體姿勢重心的高低，在一定范圍內(nèi)，兩腳分得越開，則重心越低，支撐面變大，越穩(wěn)定！第18頁,共28頁，2024年2月25日，星期天各小組提交本節(jié)課的課堂小結(jié)作業(yè)：第19頁,共28頁，2024年2月25日，星期天學(xué)會思考：靜止?fàn)顟B(tài)自行車下的自行車和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的是如何保持穩(wěn)定的？陀螺在靜止?fàn)顟B(tài)下是不穩(wěn)定的，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下卻是穩(wěn)定的，如何解釋？如何解釋煮熟的雞蛋旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的穩(wěn)定性？第20頁,共28頁，2024年2月25日，星期天郵箱：FZM_LYJ@163.COM。QQ:505570509第21頁,共28頁，2024年2月25日，星期天第22頁,共28頁，2024年2月25日，星期天第23頁,共28頁，2024年2月25日，星期天第24頁,共28頁，2024年2月25日，星期天在靜止情況下，自行車本身不能自我平衡，需要加一支撐腳。當(dāng)由騎車人和自行車構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)起來之后，騎車人為系統(tǒng)注入動(dòng)力，從而在自行車前進(jìn)的時(shí)候，通過人的不斷調(diào)節(jié)，自行車和騎車人與地面垂直，使自行車的重心落在車輪與地面接觸的面積內(nèi)。因此，在沒有明顯的外力干涉時(shí)，這一動(dòng)態(tài)系統(tǒng)能夠表現(xiàn)出一種穩(wěn)定。第25頁,共28頁，2024年2月25日，星期天B.以前的農(nóng)作物個(gè)子高，遭遇暴風(fēng)驟雨容易傾覆，造成減產(chǎn)；現(xiàn)在的農(nóng)作物普遍個(gè)子矮。就是利用了重心低結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的原理。C.屏幕顯示比薩斜塔的圖片，第26頁,共28頁，2024年2月25日，星期天運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下與靜止?fàn)顟B(tài)下物體的穩(wěn)定條件有所不同。

這個(gè)謎，直到本世紀(jì)八十年代初才解開。一位美國的物理系研究生，通過電腦進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算，終于從理論上解決了。問題就出在旋轉(zhuǎn)速度和摩擦上了。陀螺在旋轉(zhuǎn)起來時(shí)，支持點(diǎn)周圍也不免與支持面（桌面）產(chǎn)生摩擦，而這種旋轉(zhuǎn)的物體總是使運(yùn)動(dòng)趨向于摩擦更小的狀態(tài)。當(dāng)陀螺搖搖晃晃地立起來，終于使一個(gè)尖端著地時(shí)，就逐漸達(dá)到了支持點(diǎn)面積最小，穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，水平的能量轉(zhuǎn)化成為繞對稱軸旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作。當(dāng)然，由于摩擦，它的轉(zhuǎn)速又會慢慢減小。然后開始搖晃，最后，倒下來，因?yàn)檫@時(shí)它要趨向重心更低，更穩(wěn)定的狀態(tài)。(陀螺效應(yīng)：凡是高速旋轉(zhuǎn)的物體，都有一種使轉(zhuǎn)動(dòng)軸保持不變的能力，這種能力使得陀螺即使在不平的支持面上轉(zhuǎn)動(dòng)也不會倒下。教師演示滾動(dòng)的硬幣不倒，轉(zhuǎn)動(dòng)