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穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析
第一單元 結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)
一、結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性
結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性
——結(jié)構(gòu)在負(fù)載的作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力。
結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性
請(qǐng)舉出生活中不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的一些例子：
底小口大的空竹簍
因貨物堆得過高而在彎道翻倒的三輪車
路邊倒地的自行車
踩高蹺
倒立的啤酒瓶
……
請(qǐng)舉出生活中穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的一些例子
生活中穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的一些例子
生活中穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的一些例子
不倒翁原理
那到底什么樣的結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的，什么樣的結(jié)構(gòu)又是不穩(wěn)定的？
影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素是什么？
不倒翁為何不到？
影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素
1.結(jié)構(gòu)重心的位置
重心越低,穩(wěn)定性越好;重心越高,穩(wěn)定性越差。
　　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。
馬上行動(dòng)
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。
高塔為什么一般上面很小，下端面積很大？
把啤酒瓶（礦泉水瓶）倒立為什么容易到？
為什么世界上那么多人都關(guān)注比薩斜塔？
比薩斜塔？
２.結(jié)構(gòu)的底座，結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面的大小。
　　支撐面越大越穩(wěn)定，越小越不穩(wěn)定。
影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素
案例分析
靜態(tài)的自行車是如何保持穩(wěn)定的？
自行車的雙腳支撐
自行車的單腳支撐
野外勘探儀為什么用三角架支撐而不用四角架？五角架……
臨時(shí)擺放的屏風(fēng)為什么擺成Ｚ字型，而不擺成一字型？
３.結(jié)構(gòu)的形狀
　　往往，影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素是相互關(guān)聯(lián)的，需要綜合考慮各種因素來討論結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素
探究
1.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。如自行車，高空走鋼絲手持長桿
注意
2.材料也是影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素。
如汽車的車體采用殼體結(jié)構(gòu)和薄鋼板材料制造，是因?yàn)闅んw結(jié)構(gòu)表面能分散所受的力，薄鋼板使車體質(zhì)量較小
探究：
１.自行車騎起來時(shí)，只有兩個(gè)支撐點(diǎn)，為什么不會(huì)倒下呢？
２.靜止?fàn)顟B(tài)下陀螺會(huì)傾倒，而當(dāng)它高速旋轉(zhuǎn)時(shí)卻可以立起來？
拓展
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。
１.倒置的啤酒瓶可以預(yù)報(bào)地震
２.在打水的桶口邊掛一重物，在水面時(shí)能自動(dòng)翻倒打水。
課后作業(yè)：
回家準(zhǔn)備材料，下周做課本Ｐ9小實(shí)驗(yàn)。
　要求：
?。?每６個(gè)人一小組，自由組合；
　２.每組三個(gè)生雞蛋。
　３.可以不用瓶蓋，材料自備，但是不能把整個(gè)雞蛋包起來。
二.結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度
還記得什么叫應(yīng)力嗎
應(yīng)力是構(gòu)件的單位橫截面上所產(chǎn)生的內(nèi)力。
即σ =F/s
當(dāng)應(yīng)力達(dá)到某一極限值時(shí), 結(jié)構(gòu)就會(huì)遭到破壞。
二、結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度
1、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度
——結(jié)構(gòu)具有的抵抗被外力破壞的能力。
二、結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度
2、影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素
（1）結(jié)構(gòu)的形狀
三角形是框架結(jié)構(gòu)中最基本的形狀之一,它結(jié)實(shí)、穩(wěn)定，所用材料最少。
1.結(jié)構(gòu)的形狀:
1.結(jié)構(gòu)的形狀:
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恐龍與拱形結(jié)構(gòu)
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恐龍與拱形結(jié)構(gòu)
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恐龍與拱形結(jié)構(gòu)
小實(shí)驗(yàn)：
二、結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度
2、影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素
（2）結(jié)構(gòu)的材料
2.結(jié)構(gòu)的材料與連接
混泥土擅長抗壓力，而鋼筋擅長抗拉力
2.結(jié)構(gòu)的材料與連接
黃伯云
黃伯云研制的飛機(jī)剎車片 (高性能炭/炭復(fù)合材料制成 )
2.結(jié)構(gòu)的材料與連接
二、結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度
2、影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素
（3）結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接方式
鉸連接——被連接的構(gòu)件在連接處不能相對(duì)移
動(dòng)，但能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
剛連接——既不能相對(duì)移動(dòng)，也不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
例舉生活中鉸連接和剛連接的實(shí)例
結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接方式
結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接方式
1．對(duì)一個(gè)用4根小木條釘成的相片框,使它更牢固的做法是什么
2．在自行車各部件之間的連接中,
三角架屬于 連接；
剎車連桿之間屬于 連接；
輻條與鋼圈之間屬于 連接。
馬上行動(dòng)
剛
鉸
鉸
比較左圖中同一結(jié)構(gòu)的幾種連接方式,請(qǐng)預(yù)言哪種連接方式的強(qiáng)度更好。
馬上行動(dòng)
三、結(jié)構(gòu)與功能
結(jié)構(gòu)對(duì)事物的功能和作用產(chǎn)生著直接影響，結(jié)構(gòu)的改變可能導(dǎo)致功能的變化。
三、結(jié)構(gòu)與功能
三、結(jié)構(gòu)與功能
列舉生活中結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致功能改變的實(shí)例，并加以說明。

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