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第二節 探究結構
第1課時 結構的穩定性
“比薩斜塔”為什么為著名呢？
塔的故事
2.1590年，伽利略在比薩斜塔上做了“兩個鐵球同時落地”的實驗，從此推翻了亞里士多德“物體下落速度和重量成比例”的學說，糾正了這個持續近2000年之久的錯誤結論。
1.比薩斜塔位于意大利，是當地地標性的建筑，創建于1173年，整體傾斜而不倒。
實驗一：兩瓶礦泉水實驗
實驗要求、步驟：
為什么？
結論：接觸面積越大越穩定？
兩瓶礦泉水，在木板的同一水平線上，一個正放，一個倒放在木板上，慢慢的上升木板的一端，觀察現象。
結果猜想：哪一個先傾倒？
接觸面
支撐面積和接觸面積
支撐面
結論：支撐面越大越穩定
四只腳
f
三只腳
f
二只腳
f
一只腳
f
結論：支撐面越大越穩定
比薩斜塔高54.5米，一共8層，中間6層結構完全一樣，頂層最小，底層最大，底層直徑16米，在底層之下就是塔基，塔基就更大了，直徑達到19.6米。在生活中，我們修在房屋時，為什么我們的地基要比地面上的房屋寬大了吧。
實驗二：四個礦泉水瓶實驗
實驗要求、步驟：
在木板的同一水平線上，正放一個滿瓶、一個2/3瓶、一個1/3瓶,一個空瓶，同樣逐漸上升木板。
為什么？
結論：重心越低越穩定
結果猜想：哪一個先傾倒？
穩定的本質：
G
G
F支撐與G都不在一直線上了！
F支撐=G
G1
G2
重心的高低及支撐面大小的穩定性的影響
通過實驗一和實驗二得出：支撐面越大越穩定，重心越低越穩定的結論。
為什么呢？？？
平衡
現在比薩斜塔斜而不倒，只能說明重心的垂線還落在支撐面上
據報道，自1918年開始，塔身以平均每年1毫米的速度傾斜。
到1990年，斜塔傾斜達4.8米，按此速度，最多到2050年，斜塔將因失去平衡而倒塌。
1997年，意大利政府決定撥款120億里拉，并向全世界征求拯救方案，2002年經過維修的比薩斜塔重新對外開放，經專家論證，經過此次維修，300年內比薩斜塔不會倒塌。
動平衡：
陀螺儀原理
至今不能完全合理的解釋
埃菲爾鐵塔位于法國巴黎市戰神廣場上，用以慶祝法國大革命勝利100周年，于1889年竣工，高324米，并成為當時世界最高建筑，鐵塔設有廣場、一樓、二樓、頂層、花園五個區域，每年接待游客700萬人次。
塔的故事
這么高，很穩定，為什么？
三角形具有穩定性！
為什么？
說明結構的穩定性還與結構的形狀有關。
結構的穩定性三要素：
書面語言：“結構在荷載作用下維持原有平衡的能力”。
通俗的說就是前面我們說的結構不容易“傾倒”、“翻倒”、“變形”、“移動”
支撐面、重心的高低、形狀有關（三角形最穩定）
什么是穩定性：
力
荷載
→
思考：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？
動手實踐：紙塊建塔
要求，只能用紙塊，哪一組建的塔高
應縣木塔，也叫做釋迦塔，位于山西省應縣佛宮寺，是中國現存最高的最古老的一座木構塔式建筑，與埃菲爾鐵塔、比薩斜塔并成為世界三大奇塔，純木的構造也使得應縣木塔稱為獨一無二的建筑，其建筑成就為世界所震撼，2016年，釋迦塔獲吉尼斯世界紀錄認定，為世界最高的木塔。釋迦塔塔高67.31米，底層直徑30.27米，呈平面八角形。全塔耗材紅松木料3000立方米，2600多噸，純木結構、無釘無鉚，全塔沒用一枚鐵釘。但迄今完好，是我國乃至全世界建筑史上獨一無二的瑰寶。
應縣木塔是我國木構建筑的奇跡，它的珍貴價值可以概括為最古、最高、最多、最巧、 最固這幾個詞。最古是說它的塔齡，它建于公元 1056 年，距今已有 960 年的歷史了，是我國現存最古老的木塔，也是世界上現存最古的木構建筑。
應縣木塔

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