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(共25張PPT)
探究結(jié)構(gòu)
《技術(shù)與設(shè)計2》第一章 第二節(jié)《探究結(jié)構(gòu)》
思考：
橋梁除了應(yīng)具備穩(wěn)定性外，還需什么要求？
橋梁除了應(yīng)具備穩(wěn)定性外，還應(yīng)具備一定的
抵抗外力的能力。
結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度
《技術(shù)與設(shè)計2》第一章 第二節(jié)《探究結(jié)構(gòu)》
體驗：
彎曲力
內(nèi)力
左拉力
右拉力
內(nèi)力
內(nèi)力
右壓力
左壓力
內(nèi)力
內(nèi)力
圖2:內(nèi)力抵抗壓力示意圖
圖1:內(nèi)力抵抗拉力示意圖
圖3:內(nèi)力抵抗彎曲力示意圖
外力
☆使結(jié)構(gòu)發(fā)生形變作用的力。
☆用來抵抗外力與變形，并力圖使變形部分復(fù)原的力。
內(nèi)力
從表格數(shù)據(jù)中，你領(lǐng)悟到了些什么？
數(shù)據(jù) 記錄 棉線根數(shù) 拉斷難易程度
1
2
4
10
棉線數(shù)目越多，越難被拉斷。
非常容易
容易
較難
很難或拉不斷
受力截面積大，承受能力越強(qiáng)。
實驗觀察
【學(xué)生活動實驗1】：
材料相同，截面面積不同的物體受力情況實驗。
在外力與材料不變的條件下，構(gòu)件被破壞的危險程度與它的截面面積有關(guān)。
應(yīng)力與強(qiáng)度
應(yīng)力：
構(gòu)件單位截面面積所受的內(nèi)力（作用在單位面積上的內(nèi)力）。
應(yīng)力，單位：帕（Pa）
N 內(nèi)力，單位：牛（N）
A 橫截面積，單位：米2（m2）
我們使用“應(yīng)力”來衡量結(jié)構(gòu)受到力的效果，而該結(jié)構(gòu)能承受的最大應(yīng)力，我們稱為“許用應(yīng)力”（閱讀P17）
　　已知結(jié)構(gòu)的許用應(yīng)力為50 N/cm2，截面積為4 cm2，沖擊產(chǎn)生的外力為180N，請問結(jié)構(gòu)會被破壞嗎？
解法1:
=N/A=
　180N/4cm2＝45 N/cm2
小于許用應(yīng)力，所以結(jié)構(gòu)不會被破壞
解法2:
N= ×A=
4cm2x50N/cm2＝200N
外力小于內(nèi)力的最大值，所以結(jié)構(gòu)不會被破壞。
思考：要增強(qiáng)繩子的強(qiáng)度有什么辦法？原因何在？
內(nèi)力不變的情況下:
構(gòu)件的截面面積越大，應(yīng)力_____，危險性就_____。
越小
越小
構(gòu)件和材料具有抵抗破壞的能力。
強(qiáng)度：
☆不同材料抵抗外力的能力不同。
體驗學(xué)習(xí)
【學(xué)生活動實驗2】
相同截面面積的不同材料的受力實驗。
結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與材料有關(guān)
壓力
拉力
荷載
混凝土
鋼筋
鋼筋
鋼筋的拉力
【學(xué)生活動實驗3】
木條疊加和三棱柱體承載實驗的形變情況
結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與材料的形狀有關(guān)。
動手思考
一張A4紙如何承載一本書？
泉水瓶上凸起的橫向紋路有什么用？
不同截面形狀，相同橫截面積的同種材料的強(qiáng)度排列順序
【知識拓展】剛度（閱讀P19）
影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的因素：
小結(jié)
1）與材料截面面積
2）與材料
3）與材料的形狀《技術(shù)與設(shè)計2》第一章第二節(jié)《探究結(jié)構(gòu)》教學(xué)設(shè)計
《結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度》 教學(xué)設(shè)計
一、教材學(xué)情分析：
本章的總體設(shè)計思路是：認(rèn)識結(jié)構(gòu)——探究結(jié)構(gòu)——結(jié)構(gòu)設(shè)計——結(jié)構(gòu)欣賞。本節(jié)是教材《技術(shù)與設(shè)計2》中第一章第二節(jié)《探究結(jié)構(gòu)》的第二部分，是本章的重點部分。需要1課時完成教學(xué)。
1、教學(xué)對象分析
高中學(xué)生已有一定的生活經(jīng)驗，在已學(xué)過的物理知識中對物體所受的外力、壓強(qiáng)等有較深的理解，但對結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度了解不多、不夠完善，容易把結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與穩(wěn)定性混淆。總體來說學(xué)生對通用技術(shù)這門課程比較感興趣在于看到和聽到以往不同的見解。他們的思維、生活經(jīng)驗已有一定基礎(chǔ)，并在前面章節(jié)的學(xué)習(xí)中已經(jīng)初步掌握了結(jié)構(gòu)的一些相關(guān)知識，在此基礎(chǔ)上幫助學(xué)生從其生活世界中選擇通俗感興趣的主題和內(nèi)容，對結(jié)構(gòu)問題進(jìn)行進(jìn)一步探討，上升到理論的高度。
2、教學(xué)內(nèi)容分析
本節(jié)課主要是讓學(xué)生能夠聯(lián)系“應(yīng)力”來理解結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的概念以及影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的因素。教學(xué)中以演示技術(shù)試驗，適時引導(dǎo)學(xué)生觀察思考并給予理論上的解釋、歸納，從而讓學(xué)生得出結(jié)論、理解知識。
二、教學(xué)目標(biāo)：
知識與技能：
1、理解強(qiáng)度、應(yīng)力的概念，能進(jìn)行簡單的應(yīng)力計算，掌握應(yīng)力和強(qiáng)度的關(guān)系。
2、通過實驗、實例，明確強(qiáng)度與材料、強(qiáng)度與物體的形狀的關(guān)系。培養(yǎng)學(xué)生結(jié)合生活實際分析問題，交流能力，對身邊事物的觀察能力。
過程與方法：通過觀察生活和技術(shù)實驗等方法使學(xué)生懂得應(yīng)用相關(guān)的理論知識。
情感態(tài)度價值觀：讓學(xué)生親身體驗注重交流，通過分析討論得到結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生的觀察分析能力，合作交流能力。
三、教學(xué)重點與難點：
重點：影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及的主要影響因素。
難點：應(yīng)力的理解，強(qiáng)度與應(yīng)力的關(guān)系，結(jié)構(gòu)設(shè)計需要在“許用應(yīng)力”范圍之內(nèi)。
四、教學(xué)策略：
本課采用在教學(xué)中充分利用實驗、討論、小組合作的教學(xué)方法。多舉生活中的案例，進(jìn)行師生互動探討，幫助學(xué)生加深對知識的理解。
五、教學(xué)媒體
多媒體教學(xué)平臺，技術(shù)試驗用鐵架臺、A4紙片、泡沫條、紙杯、不銹鋼杯、鉤碼等
六、教學(xué)安排
1課時
七、教學(xué)過程：
（一）復(fù)習(xí)回顧，導(dǎo)入新課
視頻材料：吊塔倒塌事故、錢江三橋垮塌事故
教師引導(dǎo)學(xué)生回顧結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性相關(guān)內(nèi)容，引到學(xué)生還可以從哪些角度研究結(jié)構(gòu):
橋梁除了應(yīng)具備穩(wěn)定性外，還需什么要求？(教師用力砸一個泡沫體)
橋梁除了應(yīng)具備穩(wěn)定性外，還應(yīng)具備一定承載能力？
這種屬性我們就用“結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度”來表達(dá)。
知識構(gòu)建
1、強(qiáng)度與應(yīng)力
教師：為了更深入體驗強(qiáng)度的相關(guān)因素，我們來體驗一下：
（1）拉力器拉伸演示（兩學(xué)生上臺演示）
學(xué)生：觀察拉力器受力情況，演示同學(xué)談感受。
結(jié)構(gòu)通過發(fā)生形變來抵抗外力的作用，形變會產(chǎn)生分布到結(jié)構(gòu)各個部分，合力與外力相等的內(nèi)力。但結(jié)構(gòu)每一部分能承受的內(nèi)力的大小是有限的，當(dāng)某一地方，承受的內(nèi)力過大，就會出現(xiàn)被破壞的現(xiàn)象。
外力：外力是使結(jié)構(gòu)發(fā)生形變作用的力。
內(nèi)力：用來抵抗外力與變形，并力圖使變形部分復(fù)原的力。（外力使構(gòu)件發(fā)生變形的同時，構(gòu)件的內(nèi)部分子之間隨之產(chǎn)生一種抵抗變形的抵抗力，稱為內(nèi)力。張力屬于內(nèi)力。）
【教師】：外力越大，構(gòu)件的內(nèi)力也大，構(gòu)件也就越易被破壞，但僅僅內(nèi)力的大小還不能確切地反映一個構(gòu)件的強(qiáng)度（危險的程度）。那么，它還有與什么有關(guān)呢？我們通過一個小試驗來探究這個問題。
（2）學(xué)生活動
學(xué)生活動：棉線實驗
數(shù)據(jù)記錄 棉線根數(shù) 拉斷難易程度
1 非常容易
2 容易
4 較難
8 很難或拉不斷
棉線數(shù)目越多，越難被拉斷。
受力截面積大，承受能力越強(qiáng)。
【學(xué)生活動實驗1】：材料相同，截面面積不同的物體受力情況實驗。
教師引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：在外力與材料不變的條件下，構(gòu)件被破壞的危險程度與它的截面面積有關(guān)。（播放課件視頻01.wmv）
【教師】：這種單位截面面積所受的內(nèi)力，我們通用技術(shù)給它一個定義叫：
【應(yīng)力】：構(gòu)件單位截面面積所受的內(nèi)力（作用在單位面積上的內(nèi)力）。
（定量關(guān)系）公式：
應(yīng)力，單位：帕（Pa）
N內(nèi)力，單位：牛（N）
A橫截面積，單位：米2（m2）
我們使用“應(yīng)力”來衡量結(jié)構(gòu)受到力的效果（度量強(qiáng)度的大小），而該結(jié)構(gòu)能承受的最大應(yīng)力，我們稱為“許用應(yīng)力”（見P17）
【簡單計算】
已知結(jié)構(gòu)的許用應(yīng)力為50 N/cm2，截面積為4 cm2，沖擊產(chǎn)生的外力為180N，請問結(jié)構(gòu)會被破壞嗎？
【教師引導(dǎo)】：內(nèi)力不變的情況下，構(gòu)件的截面面積越大，應(yīng)力越小，危險性就越小。
【活動】思考：要增強(qiáng)繩子的強(qiáng)度有什么辦法？原因何在？
【圖片展示】拔河比賽、高樓清潔工。
【學(xué)生閱讀】P14最后一段，理解應(yīng)力主要兩種情況（正應(yīng)力、切應(yīng)力）。
2、強(qiáng)度與材料
同學(xué)們：構(gòu)件的強(qiáng)度除了與材料截面面積有關(guān)外，還與哪些因素有關(guān)呢？我們在生活中有這樣的經(jīng)驗：
【教師演示】：手?jǐn)D壓紙杯與不銹鋼杯
【教師】當(dāng)我們用手?jǐn)D壓紙杯時，紙杯會變形，而有同樣的力擠壓不銹鋼杯，卻無明顯的改變，這說明了什么呢？下面請觀察體驗：
【學(xué)生體驗】拉紙帶和皮帶
引導(dǎo)學(xué)生得出：不同材料抵抗外力的能力不同。
【教師】：由此可見：結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是通過構(gòu)件和材料來體現(xiàn)的。由此，我們可以得出強(qiáng)度的概念：
強(qiáng)度：構(gòu)件和材料具有抵抗破壞的能力。
【教師】引導(dǎo)學(xué)生做泡沫條與木條承壓實驗
【學(xué)生活動實驗2】相同截面面積的不同材料的受力實驗。
【學(xué)生討論總結(jié)】結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與材料有關(guān)
【課件展示】混凝土梁受荷載情況
討論：1）混凝土所存在的弱點
2）鋼筋混凝土是如何克服混凝土的弱點的
3）如果在建筑物建造過程中，鋼筋混凝土未按要求放置規(guī)定的
鋼筋數(shù)目，鋼筋混凝土梁在受到規(guī)定的荷載下將會發(fā)生什么
情況。
【視頻展示】質(zhì)量事故(可選用）
3、強(qiáng)度與材料的形狀
【教師】：同學(xué)們，現(xiàn)在我們知道了強(qiáng)度與材料有關(guān)了，在我們生活中相同材料卻有著不同的形狀，那么，不些不同形狀的結(jié)構(gòu)的受力情況有是怎樣的呢？我們通過下面試驗來探討一下。
【學(xué)生活動實驗3】木條疊加和三棱柱體承載實驗的形變情況
【學(xué)生討論】：比較木條形變情況，小組總結(jié)結(jié)論(得出：結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與材料的形狀有關(guān))。
【動手實驗】一張A4紙如何承載一本書（小組動手，準(zhǔn)備雙面膠）
（瓦楞紙與管狀紙）
【學(xué)生思考】很多礦泉水瓶上都有凸起的橫向紋路，它有什么用嗎？
【圖片展示】不同截面的形狀的強(qiáng)度順序圖(對教材的進(jìn)一步說明，教材的圖是從抗彎曲能力來排序的)。
【知識拓展】剛度（學(xué)生閱讀P19）
4. 小結(jié):
影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的因素：
1）截面面積
2）材料
3）材料的形狀
教師：同學(xué)們，其實影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的因素還不止這些，如：構(gòu)件之間的連接方式也是至關(guān)重要的，這是我們下節(jié)課將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
八、教后反思《技術(shù)與設(shè)計2》2.2結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度 導(dǎo)學(xué)案
班級： 姓名： 組別：
一、知識回顧：
結(jié)構(gòu)：是指可承受一定應(yīng)力的物體形態(tài)，結(jié)構(gòu)可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。P6
結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素：
1、重心越低，穩(wěn)定性越好；2、支撐面越大越穩(wěn)定；3、結(jié)構(gòu)的形狀
結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用：
1、人們利用穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)抵抗外力、承受負(fù)載
2、人們還利用不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)某些功能
二、課前學(xué)習(xí)
1、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是通過______和_______來體現(xiàn)的。
2、構(gòu)件和材料必須具有_________的能力，這種能力稱作_________。
3、構(gòu)件單位截面面積所受的內(nèi)力稱為構(gòu)件的___________。
4、思考：結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與哪些因素有關(guān)？
三、課堂實驗指導(dǎo)：
【實驗一】（以小組為單位）
實驗材料：兩根邊長分別為4cm和2cm，長為35cm的長方體泡沫條、鉤碼若干。
實驗方法：將兩長方體泡沫條分別放在兩等高且距離相等的臺面上，分別在兩泡沫條上掛鉤碼，逐漸增加鉤碼，觀察并記錄兩泡沫條的變形程度。
實驗?zāi)康模罕容^以上兩種不同截面面積的泡沫條的變形情況，你們小組得出了什么結(jié)論？
實驗結(jié)論：_________________________________________________________________
【實驗二】（以小組為單位）
實驗材料：兩根邊長分別為2cm×2cm，長為40cm的長方體泡沫條和實木條、鉤碼若干。
實驗方法：將泡沫條和實木條分別放在兩等高且距離相等的臺面上，分別在泡沫條和實木條上掛鉤碼，逐漸增加鉤碼，觀察并記錄泡沫條和實木條的變形程度。
實驗?zāi)康模罕容^泡沫條和實木條的變形情況，你們小組得出了什么結(jié)論？
實驗結(jié)論：_________________________________________________________________
【實驗三】（以小組為單位）
實驗材料：3條長方形的木條、用3條長方形木條沿長邊相互粘接成的一個三棱柱體、鉤碼若干。
實驗方法：
1、將3條長方形木條疊放在一起，放在兩等高且距離相等的臺面上，然后在本條上懸掛鉤碼，逐漸增加鉤碼，觀察本條的變形情況；
2、將3木條粘接成的三棱柱體，放在兩等高且距離相等的臺面上，然后在三棱柱體上懸掛鉤碼，逐漸增加鉤碼，觀察三棱術(shù)體的變形情況。
實驗?zāi)康模罕容^以上兩種不同形狀的本條的變形情況，你們小組得出了什么結(jié)論？
實驗結(jié)論：_________________________________________________________________

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