資源簡介

(共19張PPT)
教學目標：
（一）知識與技能：能從力學的角度掌握結構與力的關系，能分析結構的一般受力形式。
（二）過程與方法：通過學習椅面、簡易橋梁、房屋的受力分析案例,分析結構是如何承受力的。
（三）情感態度與價值觀：展示一些采用架、梁、拱結構的建筑物的圖片，激發學生的學習激情和興趣；通過實踐指導學生探究實現結構強度的方法。
結構與力
知識鋪墊
結構的涵義：結構是指事物內部的組成、排列及其相互之間的關系。
結構和系統的功能有著緊密的關系。——系統的功能對其結構有著絕對的依賴性。
結構不僅是事物存在的形式，更是事物特性的依據。
自然界形形色色的結構給了人們無窮的創造靈感和啟示。生產生活中有哪些產品的結構是受到自然界事物結構的啟發而產生的？
木鋸
雷達
飛機的機翼
1981年7月17日美國的堪薩斯城飯店發生倒塌。造成113人死亡，200人受重傷。　　
這一慘案的結論是：空中通道和涼臺的構造設計有缺陷，從墻壁至立柱間的空中距離過長。
結構與力
從力學角度來說, 結構是指可承受一定力的架構形態； 它的作用是可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。每個物體都有它的特定的架構形態，這種架構形態體現著它的結構。
物理學與通用技術研究力的角度不同,物理學往往研究外力,研究時把物體當質點,哪怕是地球,在研究它繞太陽轉動時,仍把它當作質點。
技術學則關注一個物體內部受力情況， 研究時考慮的是構件的各個橫截面上的受力情況。
1、基本概念
構件——組成一個較復雜結構的不同部分。
內力——當一個結構受到外力作用時,內部各質點之間的相互作用會發生改變, 產生一種抵抗的力 , 稱為內力。
應力——構件的單位截面上所產生的內力。
小資料
當應力達到某一極限值時, 結構就會遭到破壞。用公式表示應力為：σ =F/s, 其中 ,F 是內力 ,S 是受力面積 , σ是應力。
2、構件的受力形式
構件的基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力。
拉力:結構承受拉伸時，作用在結構上的力，是一對方向相反，作用線與拉桿軸線重合的力。
壓力:結構承受壓縮時，作用在結構上的力是一對方向相反，作用線和壓桿軸線重合的力。
剪切力:結構在受剪切時，結構所承受的力是分別作用在構件相對的兩個面上，方向相反，作用線錯開微小距離的兩個平行力。
扭轉力:承受扭轉的構件一般都稱為軸。它承受的外力是一對作用在軸兩端面內，轉向相反的力。
彎曲力:承受彎曲載荷的構件，一般稱為梁。梁在承受彎曲時，受力情況比較復雜，其中一種載荷叫做彎矩。它是作用在過梁的軸線且與橫截面垂直的平面內的力。其作用是使梁產生彎曲變形。
任何結構承受的外載荷，都是拉、壓、剪、扭轉、彎曲中的一種、或幾種的組合。工程結構的主要功能就是承受和傳遞各種形式的外載荷，保證結構的可靠工作。如
　　——秋千的吊索，主要承受拉力；
　　——橋梁的橋墩，主要承受壓力；
　　——連接齒輪和軸的鍵，主要承受剪力；
　　——汽車方向盤的軸，主要是受扭轉力 ；
　　——單杠的杠體（上面的橫杠），主要受彎曲力 。
　　為了保證結構的正常工作，這些構件必須有對于主要載荷的足夠的承載能力。這是結構設計中必須考慮的重要問題。
如何分析結構元件 事實上，要分析一個結構體，必須先將復雜的結構體，分為許多小的結構組件, 再一一地將它分析出來，分析其受力情況，要清楚在這些力的作用下，構件能否安全、可靠地工作。
馬上行動
指出下列結構可以抵抗來自外界哪些方面的作用力：
建筑物的窗戶：
課桌：
硬紙包裝箱：
抵抗來自建筑物墻的正向和側向的壓力、風的作用力，及其自身的重力
承受來自桌面物體的壓力和它自身的重力等
承受箱內物體的重力、箱內物體向外的擠壓力以及自身的重力等
連線，把左右對應的項目連接起來：
1.拉力
2.壓力
3.剪切力
4.扭轉力
5.彎曲力
A.作用于物體，使它產生彎曲的力
B.兩個距離很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物體上的平行力
C.物體被擠壓時所受的力
D.物體所承受的被拉拽的力
E.反方向向物體兩端均勻施力，使物體發生扭轉形變的力
馬上行動
馬上行動
受力分析（想一想，它們會受到那些力的影響？）
吊蘭支架承受吊蘭的拉力；
橋墩受 到來自橋面、橋上負載的壓力，兩端被托起的梁受到支撐力；
大壩受到水的側壓力。
小試驗
比較不同形狀的膠板承受壓力的大小
1、哪種情況下紙板的抗壓能力最強？
2、還有更好的方案嗎？
方案(1)
方案(2)
方案(3)
按方案(3)放置的紙板抗壓能力最強。
同樣的紙板在水平狀態下抗壓性能最差；作成拱形時抗壓能力增強，拱形的拱幅越大抗壓能力越強。
探究：如果把紙板折成瓦楞狀,試驗結果會發生什么變化？
舉例說明這一結論在實際應用中有什么意義 ？
趙州橋
舉例說明這一結論在實際應用中有什么意義 ？
盛載食物的膠盒在面上加上凹凸坑紋，令結構更堅固。
1996年2月26日，連接重慶綦江縣新舊城區的人行跨江大橋—彩虹橋落成。
1999年1月4日傍晚，這坐橋竣工不足三年的大橋在沒有任何先兆的情況下整體坍塌。造成40人死亡14人輕重傷的慘劇。
力對結構的破壞
列舉力對結構的破壞
知識梳理
物理學—外力—質點 技術學—內力—橫截面
結構是指可承受一定力的架構形態； 其作用是可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。
1、基本概念
構件——組成一個較復雜結構的不同部分
內力——當一個結構受到外力作用時,內部各質點之間的相互作用會發生改變, 產生一種抵抗的力稱作內力。
應力——構件的單位截面上所產生的內力
應力公式為：σ =F/s （F 是內力 ,S 是受力面積 , σ是應力）
2、構件的基本受力形式：
拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力結構與力教學案例
一、教學目標
（一）知識與技能：能從力學的角度掌握結構與力的關系，能分析結構的一般受力形式。
（二）過程與方法：通過學習椅面、簡易橋梁、房屋的受力分析案例,分析結構是如何承受力的。
（三）情感態度與價值觀：展示一些采用架、梁、拱結構的建筑物的圖片，激發學生的學習激情和興趣；通過實踐指導學生探究實現結構強度的方法。
二、教學內容分析
本課時是《技術與設計2》第一單元“結構與設計”的第一節中“常見結構的認識”的第二課時。本課時要講解構件的基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力，講解應力概念。當一個結構受到外力作用時,內部各質點之間的相互作用會發生改變, 產生一種抵抗的力,稱為內力。應力從認識常見的結構開始,通過學生熟悉的事例,展開技術視野中的力與結構討論, 通過有趣的小試驗, 強化對不同類型結構的特點的理解。
教學重點：1、應力概念的理解
教學難點：2、構件的基本受力形式的分析，探討如何增強結構的受力程度。
三、教學媒體、資源的運用：
1、制作課件
2、紙板承受壓力試驗需要廢舊紙盒的紙板和給紙板加壓的重物,課堂中可以使用墊寫板代替紙板、砝碼代替重物；打印紙兩人一張。
四、教學對象分析：
學生對結構有一定的了解。對結構的功能和分類也有一定的基礎。另外，學生在物理課中已學習了有關力學的知識，對物體的受力分析有比較好的基礎。但是由于受力分析是物理課教學中的難點，多數學生在受力分析中還是有困難的，所以在教學中還要利用模型演示形變的情況，分析說明拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力等。
五、教學策略：
1、從認識常見的結構開始,通過學生熟悉的事例,展開技術視野中的力與結構討論, 通過有趣的小試驗, 強化對不同類型結構的特點的理解。
2、在教學過程中，采用講授法、閱讀法、案例分析法和提問法，讓學生共同討論、分析、交流互動等教學形式交叉和滲透靈活運用，并始終貫穿于整個課堂教學當中。本課時要求學生親歷紙板承受壓力試驗并運用多媒體教學設備，將與教學相關的圖片展示給學生，都是為了讓學生盡快獲得感性認識，并上升到理性認識。
3、鼓勵學生自主探究和合作交流，引導學生自主觀察、總結，在與他人的交流中豐富自己的思維方式，獲得不同的體驗和不同的發展。引導學生從力學的角度理解結構的概念并注意基本受力形式與物理學中力的區別和聯系。
六、教學過程：
（一）引入課題
1、結構的基本知識引導。
2、出示課件片2 介紹1981年7月17日美國的堪薩斯城飯店發生倒塌。造成113人死亡，200人受重傷——原因是空中通道和涼臺的構造設計有缺陷，從墻壁至立柱間的空中距離過長。
導入新課：由于結構的損壞而發生的悲劇比比皆是，那么結構為什么會損壞？是什么引起結構的損壞呢？今天我們就一起來研究。
（二）學習“結構與力”
1、（板書）【結構與力】 分別從物理學和技術學的角度來研究。
從力學角度來說, 結構是指可承受一定力的架構形態, 它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。
2、以一塊豆腐的受力為例（用手指擠壓豆腐，能明顯看到變形），幫助學生理解應力概念。
當一個結構受到外力作用時,內部各質點之間的相互作用會發生改變, 產生一種抵抗的力 , 稱為內力。應力達到某一極限值時, 結構就會遭到破壞。用公式表示應力為σ =F/s, 其中 ,F 是內力 ,S 是受力面積 , σ是應力。
3、講解構件的基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力。
4、案例分析：人坐在椅子上, 椅面受到的力；行人和車輛通行的橋面受到的力。
5、指導學生概括五種基本受力形式：
拉 力 物體所承受的拉拽力
壓 力 擠壓物體的力
剪切力 兩個距離很近 ,大小相等,方向相反,且作用于同一物體上的平行力
扭轉力 反方向向物體兩端均勻施力 ,使物體發生扭轉形變的力
彎曲力 作用于物體 ,使它產生彎曲的力
（三）馬上行動
學習椅面、簡易橋梁等的受力分析案例,分析結構是如何承受力的（1、2、3）。
（四）展示一些采用架、梁、拱結構的建筑物的圖片。
（五） 指導學生做“紙板承受壓力試驗”：
比較不同形狀的紙板承受壓力的大小——分組試驗
試驗準備、試驗過程（略）
回答問題：
1. 哪種情況下紙板的抗壓能力最強
2. 舉例說明這一結論在實際應用中有什么意義。——趙州橋
（六）探究：1、如果把紙板折成瓦楞狀,試驗結果會發生什么變化
2、舉例說明這一結論在實際應用中有什么意義？ ——飯盒
3、呼應：列舉力對結構的破壞
七、附：板書設計
第二節 結構與力
八、教后反思
1、在案例的選擇上，沒有按照課本上的案例，而是選擇了同學們非常熟悉的豆腐塊做案例，很容易調動起他們的積極性，學生參與的積極性高了，教學上安排就相對來說容易了；還有后邊的動手試驗，用墊寫板比紙板好，用這個案例來分析結構與力的關系很好。
2、本節課使用PPT上課，效率比較高，盡管課件制作，特別是搜集大量的圖片，花費時間、精力較多，但是從上課的效果來看，還是很值得的，加上老師準備的許多實物模型和小試驗，尤其是學生親自動手試驗，活躍了課堂氣氛，大大提高了學生的學習興趣。
3、由于時間所限，學生的分組試驗——探究“結構形狀與承受壓力大小的不同”的時間不夠充裕，一定程度的影響了結論的得出。
4、受目前高考制度的影響和制約，學生對通用技術課程的重視程度不夠，我認為教師解決這個問題的思路就是以靈活的教材處理、新穎的案例選擇、多變的活動方式、民主的課堂氣氛、恰到好處的情景創設來吸引學生，激發學生求知欲望和濃厚興趣，使學生從內心深處真正喜歡通用技術這門課。
物理學—外力—質 點
技術學—內力—橫截面
結構：是指可承受一定力的架構形態；
作用：是可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。
1、基本概念
構件——組成一個較復雜結構的不同部分
內力——當一個結構受到外力作用時,內部各質點之間的相互作用會發生改變, 產生一種抵抗的力稱作內力。
應力——構件的單位截面上所產生的內力
應力公式：σ =F/s,（F 是內力 ,S 是受力面積 , σ是應力）
2、構件的基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力。

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