影响结构稳定性的因素.ppt

第三节第三节 结构的稳定性结构的稳定性教学目标教学目标（1）知识与技能：理解稳定和结构稳定性的概念。通过实验分析总结出影响结构稳定性 的主要因素（2）过程与方法：通过探究、实验、讨论、分析等教学 方法，使学生懂得应用相关的理论知识。（3）情感态度价值观：增强学生对结构稳定性的认识。培养创新品质，提高审美意识。导入新课思考：为什么一只飞鸟能使一辆汽车坠入河中？看下面的图片说一下哪些事物是稳定的，哪些事物是不稳定的？稳定及结构稳定性的概念稳定及结构稳定性的概念 稳定：指的不是状态绝对不变，而是指受扰稳定：指的不是状态绝对不变，而是指受扰后，允许状态有所波动，但当扰动消失后，能重后，允许状态有所波动，但当扰动消失后，能重新返回到原平衡状态。不能回到原有平衡状态，新返回到原平衡状态。不能回到原有平衡状态，为不稳定。为不稳定。结构稳定性：是指结构具有阻碍翻倒或移动的结构稳定性：是指结构具有阻碍翻倒或移动的特性。特性。影响结构稳定性的因素一 探究实验一：从材料箱中拿出一张纸，动手做一下，如何让一张纸立起来？思考一：为什么屏风能稳定站立？结论一：结构的稳定性与它的几何形状结论一：结构的稳定性与它的几何形状有关。有关。一般情况下，梯子打开的时候，梯面与地面组成三角形，梯子本身就能站得稳。当连接两个梯面的横杆拉直时，两个梯面的上半部分就与横杆构成了稳定的三角形，这就进一步加强了梯子的稳定性，保证梯子能承受人体的压力。如果没有梯子中间的拉杆，载人时就不能保持稳定。思考二：A字形梯为什么载人时能够保持稳定？如果没有梯子中间的拉杆将会怎么样？影响结构稳定性的因素二影响结构稳定性的因素二探究实验二：不倒翁为什么不倒？如果在它脖子上挂上一定数探究实验二：不倒翁为什么不倒？如果在它脖子上挂上一定数量的铁环，它还会不倒吗？量的铁环，它还会不倒吗？研究不倒翁的结构，发现不倒翁的重心很低，就在它与地研究不倒翁的结构，发现不倒翁的重心很低，就在它与地面的接触点上，所以不倒，如果往它的脖子挂上铁环，它的面的接触点上，所以不倒，如果往它的脖子挂上铁环，它的重心位置升高了，当铁环达到一定数量时，不倒翁就不在是重心位置升高了，当铁环达到一定数量时，不倒翁就不在是不倒翁了。不倒翁了。探究三：落地扇为什么不易倾倒？落地扇的底座采用较重的材料，风扇比底座轻很多，使落地扇的重心降低 结论二：重心的高低影响结构的稳定结论二：重心的高低影响结构的稳定性。重心越低性。重心越低,稳定性越好稳定性越好;重心越高重心越高,稳定性越差。稳定性越差。意大利著名的比萨斜塔为什么不倒塌？意大利著名的比萨斜塔为什么不倒塌？结构重心的位置：结构重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围内，落在就是稳定的，没有就是不稳定的。注意：支撑面接触面。接触面是物体与地面接触形成的面。支撑面是物体与地面接触形成支撑点的连线与地面构成的面。1.从工具箱中拿出扑克牌，看看怎样堆才能堆的高一些？2.矿泉水瓶正立与倒立情况下不同的稳定性？动手做做：结论三：支撑面越大越稳定观察下面的图片是如何来增加结构稳定性的？探究四：大风刮来时，相同形状大小的石凳子和木凳子哪个稳定性好？结论四：材料也是影响结构稳定性的一个因素。小组合作探究：从材料箱中任意拿出一样物品，说说它是怎样增加结构的稳定性的？以表格的形式提交，看看哪个小组做的又快又好？结构的稳定性在日常生活中有着广泛的应用，一方面人们利用稳定的结构抵抗外力、承受负载，另一方面又利用不稳定的结构实现某些功能。倒置的啤酒瓶可以预报地震。练习练习:(1)在拥挤的公共汽车上已没有座位，你必须站着，在拥挤的公共汽车上已没有座位，你必须站着，而扶手你让给了旁边的老人，你在公共汽车上要而扶手你让给了旁边的老人，你在公共汽车上要如何才能保持自己的没摔倒？如何才能保持自己的没摔倒？(2)货物应尽量放在船舱里还是甲板上？为什么？货物应尽量放在船舱里还是甲板上？为什么？人的身体的稳定性取决于支撑面的大小和人体姿势重心的高低，在一定范围内，两脚分得越开，则重心越低，支撑面变大，越稳定！各小组提交本节课的课堂小结作业：学会思考：静止状态自行车下的自行车和运动状态下的是如何保持稳定的？陀螺在静止状态下是不稳定的，运动状态下却 是稳定 的，如何解释？如何解释煮熟的鸡蛋旋转状态下的稳定性？在静止情况下，自行车本身不能自我平衡，需要加一支撑脚。当由骑车人和自行车构成一个 系统时，系统动起来之后，骑车人为系统注入动力，从而在自行车前进的时候，通过人的不断调节，自行车和骑车人与地面垂直，使自行车的重心落在车轮与地面接触的面积内。因此，在没有明显的外力干涉时，这一动态系统能够表现出一种稳定。B.以前的农作物个子高，遭遇暴风骤以前的农作物个子高，遭遇暴风骤雨容易倾覆，造成减产；现在的农作雨容易倾覆，造成减产；现在的农作物普遍个子矮。就是利用了重心低结物普遍个子矮。就是利用了重心低结构稳定的原理。构稳定的原理。C.屏幕显示比萨斜塔的图片，屏幕显示比萨斜塔的图片，运动状态下与静止状态下物体的稳定条件有所不同。这个谜，直到本世纪八十年代初才解开。一位美国的物理系研究生，通过电脑进行复杂的运算，终于从理论上解决了。问题就出在旋转速度和摩擦上了。陀螺在旋转起来时，支持点周围也不免与支持面（桌面）产生摩擦，而这种旋转的物体总是使运动趋向于摩擦更小的状态。当陀螺摇摇晃晃地立起来，终于使一个尖端着地时，就逐渐达到了支持点面积最小，稳定旋转的状态，水平的能量转化成为绕对称轴旋转的动作。当然，由于摩擦，它的转速又会慢慢减小。然后开始摇晃，最后，倒下来，因为这时它要趋向重心更低，更稳定的状态。(陀螺效应：凡是高速旋转的物体，都有一种使转动轴保持不变的能力，这种能力使得陀螺即使在不平的支持面上转动也不会倒下。教师演示滚动的硬币不倒，转动的陀螺不倒的演示试验。所以一旦自行车运动起来后，转动的车轮也具备这种能力，这种能力使得自行车即使发生了倾斜，也能自动地把自行车调整过来，这就是自行车不倒的原因。)结构的稳定性在日常生活中有着广泛的应用，一方面人们利用稳定的结构抵抗外力、承受负载，另一方面又利用不稳定的结构实现某些功能。.倒置的啤酒瓶可以预报地震。.在打水的桶口边挂一重物，在水面时能自动翻倒打水。