資源簡介

教 案
課 題 第二節 探究結構 課 型 新 授
本課題課時數：3 本課為第1課時 備課日期 9 月 12 日
教 學目 標 1、了解影響結構穩定的主要因素
2、通過討論、分析等方法使學生懂得應用相關的理論知識
3、培養學生的觀察能力，激發學習興趣
教 學 重 難 點 及對 策 重點：影響結構穩定的主要因素
難點：利用所學知識解決有關現象
教 學 過 程 設 計
教學內容 教學過程 學生活動 備注
引入二、新課三、拓展。四、小結 引入 (2’)，復習上節課的要點，實體結構、框架結構、殼形結構的受力特點。提出不同的結構所能承受的力不同，它的穩固性也不一樣。一、(5’)通過播放一系列的建筑事故圖片，分析這些事故發生的原因，讓學生了解結構穩固的重要性，然后思考：影響結構穩固的因素有哪些？生：回答師：影響結構穩固的因素有很多，我們通過學習結構的穩定性、結構的強度、結構的連接來共同探討，這節課我們主要學習結構的穩定性。那么，什么是結構的穩定性呢？屏幕顯示：結構的穩定性是指結構在荷載的作用下維持其原有的平衡形式的能力。結構的穩定性是討論結構整體的問題二、影響結構穩定性的主要因素(共27’)首先提出問題：影響結構穩定性的主要因素有哪些？讓學生帶著問題思考學習下面的內容。1、(8’)結構的穩定性與它的幾何形狀有關。A、屏幕顯示A字形梯的圖片師：A字形梯為什么載人時能夠保持穩定？如果沒有梯子中間的拉桿將會怎么樣？生：思考回答師：分析，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。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成了穩定的三角形，這就進一步加強了梯子的穩定性，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定。B、屏幕顯示照相機三腳架的圖片。師：照相機的支撐架為什么常使用三腳架而不用其他形狀？生：思考回答師：分析，因為三角支架與地面有三個接觸點，形成的三角形結構使照相機的支撐架更容易穩定。師：通過上面的分析，我們知道，結構的穩定性與它的幾何形狀有關。補充（三角形穩定性的應用）：建筑中廣泛運用了三角形的穩定性。房子、橋梁的桁架大多都是由多個三角形構成的；鋼架結構的十字梁同樣是運用這一原理，在四邊形的框架中用兩條桿件作對角線，形成多個三角形，既節省了材料，減輕了結構的質量，又有效地加強了結構的強度和穩定性。十字鋼梁也是建筑中常用的構件，如在高壓輸電的鐵塔、懸索橋的塔架，以及摩天大樓鋼架結構中都被普遍地采用。2、(7’)結構的穩定性與支撐面積的大小屏幕顯示大壩的圖片師：為什么大壩的橫截面總是建成梯形？生：思考回答師：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，穩定性就越好。B、屏幕顯示課桌的圖片師：為什么許多課桌椅的支撐腳要做成往外傾斜？生：思考回答師：分析。這是為了進一步增大與地面接觸所形成的支撐面積，增加穩定性。從而引導學生得出結論：結構的穩定性與支撐面積大小有關。注意：支撐面≠接觸面。3、(10’)結構的穩定性與重心位置A、屏幕顯示落地扇的圖片師：落地扇為什么不易傾倒？生：思考回答師：分析，落地扇的底座采用較重的材料，風扇比底座輕很多，使落地扇的重心降低。B、屏幕顯示不倒翁師：不倒翁為什么會不倒？如果在它脖子上掛上一定數量的鐵環，它還會不倒嗎？生：思考回答師：分析，不倒翁的重心很低，就在它與地面的接觸點上，所以不倒，如果往它的脖子掛上鐵環，它的重心位置升高了，當鐵環達到一定數量時，不倒翁就不在是不倒翁了。C、屏幕顯示比薩斜塔的圖片，比薩斜塔為什么不倒塌？（簡單介紹比薩斜塔。） 通過分析長方體重心的垂線位置與穩定性示意圖，使學生容易理解，比薩斜塔不倒的原因是它的重心所在點的垂線落在塔的底面的范圍內。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。引導學生得出結論：結構的穩定性與重心位置有關。小資料（中國的斜塔）：遼寧瑞州古塔，現存塔身高10米，塔身向東北方向傾斜12度，塔尖水平位移1.7米。該塔建成之后雖幾經地震與洪水破壞，卻始終斜而不倒，堪稱奇跡。 4、(2)歸納得出結論：影響結構穩定性的主要因素有：結構的形狀、結構與地面接觸所形成的支撐面積的大小和重心的位置。補充：A影響結構穩定性的因素是相互關聯的，需要綜合考慮各種因素來討論結構的穩定性。屏幕顯示靜止自行車的單腳支撐方式的圖片。師：靜態的自行車是如何保持穩定的？單腳支撐架的傾斜度如何影響自行車的穩定性？生：思考回答。師：分析。單腳支撐：顯示支撐示意圖，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成三點支撐，在地面形成三角形。它的穩定程度取決于單腳支撐架的傾斜度，在一定范圍內，支撐架與地面的夾角越小（自行車的車身越斜），三角形的支撐面積越大，自行車的重心容易落在三角形內，穩定性越好。當傾斜度超過一定范圍，自行車的重心落到三角形的外面，自行車就無法保持平衡了。B物體在靜止狀態與運動狀態下的穩定性的條件也是不同的。（以奔馳的特別懸掛系統為例。）拓展(4’)： 分析跨欄從穩定平衡到傾覆的改變。師：想一想，跨欄是如何傾覆的？為什么不能從相反的方向跨越欄桿？生：思考回答師：分析跨欄的受力，得出當傾覆力矩大于抗傾覆力矩時，跨欄傾覆。（力矩在學物理時已經學過，在這里可根據實際情況，略提一提。）小結(2’)：再次明確影響結構穩定性的主要因素。讓學生列舉有關事例，加深對知識的理解，能用所學的知識解釋。（如液晶顯示屏，建筑、橋梁這類大型的固定結構，底座越大越堅實等。） 思考回答問題。舉例 開始使用課件上課
五、后記(共21張PPT)
第二節 探究結構
第1課時
魁北克大橋倒塌事件
(1907年8月29日 )
戴高樂機場倒塌事件
候機樓內部
倒塌現場
（2004年5月23日)
影響結構穩固的因素有那些？
一、結構的穩定性
二、結構的強度
三、結構的連接
一、結構的穩定性
涵義：結構的穩定性是指結構在荷載的作用下維持其原有的平衡形式的能力。
結構的穩定性與什么因素有關？
想一想：
A字形梯為什么載人時能夠保持穩定？
如果沒有梯子中間的拉桿將會怎么樣？
想一想：
想一想：
照相機的支撐架為什么常使用三腳架而不用其他形狀？
影響結構穩定性的因素
因素一：幾何形狀
想一想：
為什么大壩的橫截面總是建成梯形的？
為什么許多課桌椅的支撐腳要做成往外傾斜？
想一想：
影響結構穩定性的因素
因素二：支撐面積的大小
落地扇為什么不易傾倒？
想一想：
怎樣讓不倒翁倒下？
想一想：
比薩斜塔為什么不倒塌？
想一想：
遼寧瑞州古塔，現存塔身高10米，塔身向東北方向傾斜12度，塔尖水平位移1.7米。該塔建成之后雖幾經地震與洪水破壞，卻始終斜而不倒，堪稱奇跡。
小資料：中國的斜塔
影響結構穩定性的因素
因素三：重心位置
影響結構穩定性的因素：
結論
幾何形狀 支撐面積 重心位置
單腳支撐架的傾斜度如何影響自行車的穩定性？
拓展
跨欄是如何從穩定平衡到傾覆的？
拓展

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