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第三節(jié) 結(jié)構(gòu)的強度與穩(wěn)定性
教學(xué)目標(biāo)
理解應(yīng)力和強度的概念，了解應(yīng)力和強度的關(guān)系
掌握影響結(jié)構(gòu)強度的因素
理解穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的概念，掌握影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素
重難點：
影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和強度的因素判斷結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，分析結(jié)構(gòu)的強度
通過技術(shù)試驗，感知力學(xué)結(jié)構(gòu)對設(shè)計的基本要求及物態(tài)變化
教學(xué)過程：
教學(xué) 過程 教學(xué)活動 學(xué)生 反映
新課導(dǎo)入 我們經(jīng)常聽到過這樣的對話：“我的椅子比你的結(jié)實。” “我的桌子壞了一條腿，不穩(wěn)了。” 這里的結(jié)實和穩(wěn)，都是對某物體結(jié)構(gòu)的某方面性能的一種形容、一種描述、一種評價。 下面我們通過實驗的方法來進行。 技術(shù)試驗的總體要求： （1）試驗前，要提前做好準(zhǔn)備，包括器材準(zhǔn)備、試驗場地準(zhǔn)備及參試人員分組準(zhǔn)備。 （2）試驗分組進行，組內(nèi)人員分工明確。 （3）認(rèn)真做好交流、討論。 （4）認(rèn)真寫好試驗報告。 （5）做好安全防范。
試驗一 簡易拉伸試驗 試驗項目：紙繩拉伸試驗 試驗內(nèi)容：抗拉伸研究 試驗器材：自制紙繩多根，砝碼1套（或彈簧秤1個） 試驗步驟：將紙繩一端固定懸掛，另一端用于加砝碼，觀察并記錄紙繩變形與受力情況，直到將紙繩拉斷。 取兩根紙繩并放在一起，重復(fù)步驟以上步驟。 逐漸增加紙繩數(shù)量，重復(fù)以上步驟，直到無法拉斷多股的紙繩為止。 整理試驗記錄，小組討論，提出此次試驗的幾點結(jié)論性看法。 撰寫試驗報告。 按班級人數(shù)及試驗器材準(zhǔn)備情況，合理分組、分配任務(wù)，達到人人參與、人人動手。
紙繩數(shù)(根)受力情況（g）數(shù)據(jù)與現(xiàn)象備注
試驗報告的內(nèi)容與要求： 1.試驗報告的基本內(nèi)容：試驗項目或題目；試驗的內(nèi)容；步驟與記錄整理；試驗的討論與結(jié)論；試驗與參與人、時間和報告人。 2.試驗報告的基本要求 認(rèn)真觀察，及時記錄。重在寫好結(jié)論與討論。 結(jié)論要客觀，而討論要強調(diào)自主性。
試驗二 簡易彎曲試驗 試驗項目：板條彎曲試驗 試驗內(nèi)容：抗彎曲研究 試驗器材：寬木板條1條200mmX80mmX3mm；窄木板條3條，參考尺寸：200mmX15mmX3mm；小木塊2塊；快干膠水；小鐵釘若干。 試驗步驟： 1.取寬木板條，將其兩端用小木塊支撐起來，在木板條的中央向下施加壓力，觀察并體驗?zāi)景鍡l變形的情況。 2.取一條窄木板條，用膠水和小鐵釘將其緊固于寬木坂條的中央，重復(fù)以上步驟。逐漸疊加窄木板條，重復(fù)以上步驟。整理試驗記錄，得出結(jié)論，撰寫試驗報告。
試驗三 簡易組態(tài)試驗 試驗項目：桿件框架組態(tài)試驗 試驗內(nèi)容：框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究 試驗器材：相同材質(zhì)的桿件5根（雪糕棒），每根桿件的兩端備有可穿過螺栓的孔；螺栓、螺母4套。 試驗步驟： 1.取3根桿件，用螺栓將他們連接成一個三角形，并用螺栓固定。在任一結(jié)點上施加外力F，觀察并體驗框架的受力與變形情況（a）。 2.重取4根桿件，組成一個四邊形框架，在四邊形框架的某一結(jié)點上施加外力F，觀察并體驗受力與變形情況。 3.在四邊形框架的基礎(chǔ)上，另取一根桿件加入，改組成有一條公共邊的雙三角形框架（b）所示。在雙三角形框架的某一結(jié)點上施加外力F，觀察并體驗框架的受力與變形情況。
技術(shù)試驗過程的評價 最重要的就是試驗數(shù)據(jù)處理、分析方法和綜合評價方法。
二 應(yīng)力、強度 內(nèi)力：構(gòu)件在外力作用下發(fā)生變形的同時，構(gòu)件內(nèi)部分子之間產(chǎn)生一種抵抗變形的抵抗力。 應(yīng)力：作用在單位面積上的內(nèi)力。N/m2
強度：物體結(jié)構(gòu)抵抗破壞的能力。
三 影響結(jié)構(gòu)強度的因素 形狀：構(gòu)成的形狀略有改變，強度就會改變 材料：不同的材料有承受不同應(yīng)力極限的能力 連接方式 連接方式常見技術(shù) 與方法作用、特點個例一體式焊接、膠接、粘接、捆綁、榫卯連接固連，不需要再拆卸，利于增加強度與穩(wěn)定性榫卯連接擠壓式螺栓、扣緊、套緊、釘連接釘實、擠緊、 壓緊；車圈與車胎同軸套筒接插式插頭、插座方便連接、拆卸，傳遞信號可靠單杠的拉桿與立柱間的鉤與環(huán)，電路接插件。 可相對運動式鏈與鍵；潤滑方便運動，靈活傳動，承受一定的力人體關(guān)節(jié)，自行車把與車架不可相對運動準(zhǔn)確配合連接牢固車圈與輻條
連接還可以有:點連接、線連接、面連接等。
四 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性 （一）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定/不穩(wěn)定的幾種情況 （1）不倒翁結(jié)構(gòu)； （2）4條腿支撐的椅子； （3）上小下大的橫截面結(jié)構(gòu)。 （二）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的概念 能傳遞（承受）任意形式的荷載，稱為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 五 影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素及應(yīng)用 （一）影響因素 1.重心的位置 2.結(jié)構(gòu)的支撐面積 支撐面積大的結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性好。 3.結(jié)構(gòu)的幾何形狀 上端小、下端大的結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性好。 （二）巧妙地增加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 （1）減小長細比 （2）利用三角形框架及其組合結(jié)構(gòu) 根據(jù)不同的試驗，探究得出試驗結(jié)論，正確填寫試驗報告。
課堂小結(jié)

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