資源簡介

(共44張PPT)
1.2穩固結構的探析
【第一章】【結構及其設計】
學習目標
Learning goals
探析結構強度
探析結構的穩定性
探析結構穩定性
第
一
任
務
di
yi
ren
wu
任務一 探析結構穩定性
探究實驗（一）
實驗：取兩個相同的礦泉水瓶放在同一個桌面上，一個空的，一個裝小半瓶水。輕輕晃動桌子，比較兩個瓶子的穩定性。
猜一猜：哪個瓶子會先倒？
穩定性的含義
結構的穩定性：
結構在荷載的作用下，維持原有平衡狀態的能力。
載荷：外力
平衡：是否搖晃、傾倒
這兩個瓶子有什么不同，什么影響了他們的穩定性？
實驗：取兩個相同的礦泉水瓶放在同一個桌面上，一個空的，一個裝小半瓶水。輕輕晃動桌子，比較兩個瓶子的穩定性。
任務一 探析結構穩定性
探究實驗（一）
實驗：取兩個相同的礦泉水瓶放在同一個桌面上，一個空的，一個裝小半瓶水。輕輕晃動桌子，比較兩個瓶子的穩定性。
任務一 探析結構穩定性
探究實驗（一）
重心位置的高低影響結構的穩定性。
結論1：重心位置越低，結構越穩定。
探究試驗（二）
試驗：
取兩個相同的瓶子放到桌子上，一個正立，一個倒立，施加相同大小的外力，比較二者的穩定性。
猜一猜：哪個瓶子會先倒？
任務一 探析結構穩定性
探究實驗（二）
探究試驗（二）
試驗：
取兩個相同的瓶子放到桌子上，一個正立，一個倒立，施加相同大小的外力，比較二者的穩定性。
任務一 探析結構穩定性
探究實驗（二）
這兩個瓶子有什么不同，什么影響了他們的穩定性？
探究試驗（二）
支撐面：
物體與地面接觸形成支撐點的連線所構成的面。
接觸面：
物體與地面接觸形成的面。
支撐面
接觸面
支撐面的含義
探究試驗（二）
試驗：
取兩個相同的瓶子放到桌子上，一個正立，一個倒立，施加相同大小的外力，比較二者的穩定性。
任務一 探析結構穩定性
探究實驗（二）
影響結構的穩定性的因素2：支撐面的大小。
結論2：支撐面越大，結構越穩定。
課桌的對比。
課桌在結構上有什么變化，這種變化對其穩定性有什么影響？
鏈接生活：
探究試驗（二）
任務一 探析結構穩定性
探究實驗（三）
試驗：
人豎直站立時穩定，現在身體傾斜到一定角度。
想一想：結果會怎么樣？重心怎么變化？
重心降低了，為什么反而不穩定了呢？
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結構穩定的前提條件
對于靜止的結構，如果重心所在點的垂線落在結構底面的范圍內，就是穩定的。
任務一 探析結構穩定性
探究實驗（三）
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桁架結構
以三角形為基本單元
A字梯
空調架
影響結構的穩定性的因素3：
形狀影響結構的穩定性，三角形是穩定的結構。
任務一 探析結構穩定性
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學以致用：
如何讓它更穩定？
穩定性小結
影響結構穩定性的因素：
1、重心的垂線是否落在支撐面內（前提）
2、重心位置的高低
3、支撐面的大小
4、結構的形狀
結構在荷載的作用下，維持原有平衡狀態的能力
探析結構強度
第
二
任
務
di
er
ren
wu
生活中，我們時常會看到這樣的情況：
14:00
結構的強度指結構具有抵抗被外力破壞的能力。
特征：變形、斷裂
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強度的含義
結構的強度
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內力與應力
容許應力：保證構件安全、正常工作所允許承受的最大應力。
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內力與應力
此時應力＞容許應力
此時應力＜容許應力
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結構的強度
結構的強度與我們的生活息息相關，我們要如何提升結構的強度呢？
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技術試驗：
用3張A4紙分別模擬三角形、正方形、圓形的橋墩測試承重力及強度測試。
結構強度的影響因素
問：這些橋墩有什么不同
你能從中得出什么結論？
★結構的形狀影響結構的強度。
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（1） 結構的形狀
（構件截面形狀）
結構的強度
★不同橫截面形狀的構件強度是不一樣的。
結構強度的影響因素
400g
600g
550g
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（1） 結構的形狀（外部形狀）
結構的強度
結構強度的影響因素
桁架結構
金剛石內部結構
蛟龍號殼體結構
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結構的強度
技術試驗：
用一個塑料杯、一個紙杯測試承重力及強度測試。
結構強度的影響因素
問：這兩個杯子 有什么不同，
你能從中得出什么結論？
★材料影響結構的強度。
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（2） 結構的材料
結構強度的影響因素
同樣的物品即使形狀相同或者相似，因為制作材料不同，其強度就不同。
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木頭
不銹鋼
塑料
（2） 結構的材料
結構的強度
結構的強度
潘頓椅
在設計過程中應注意挖掘材料特性所帶來的新結構的可能。
結構強度的影響因素
14:00
（2） 結構的材料
結構的強度
結構的強度
結構強度的影響因素
思考：混凝土擅長抗壓，鋼筋擅長抗拉，現在要設計一個堅固的梁，混凝土梁的鋼筋應該如何布置？
所以在不同結構不同要求中，可以選擇不同特性的材料搭配組合提高強度。
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結構的強度
結構強度的影響因素
如果你有一個書架的一根木條斷開了，你會用什么方式修理？修理后會影響強度嗎？
連接方式
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（3） 構件的連接方式
結構的強度
鉸連接：被連接的構件在連接處不能相對移動，但可以相對轉動，具體有松螺栓、松鉚等。
剛連接：被連接的構件在連接處不能相對移動，也不能相對轉動，具體有榫接、膠接、焊接等。
結構強度的影響因素
14:00
（3） 構件的連接方式
結構的強度
結構強度的影響因素
14:00
（3） 構件的連接方式
結構的強度
結構強度的影響因素
連接方式對結構強度的影響還體現在連接件的選擇上。
以鉚接為例，鋁制空心鉚釘主要用于受載荷不大的鉚接場合，而不銹鋼鉚釘則用在高拉力、耐腐蝕的場合。
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★鉸連接與剛鏈接
1．結構的強度：
強度小結
2. 影響結構的強度的3個因素
強度
結構的材料
結構的形狀
連接方式
a外部形狀
b橫截面的形狀
a剛連接
b鉸連接
結構具有的抵抗被外力破壞的能力。
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小結
課堂小結
影響結構穩定性的因素：
1、重心的垂線是否落在支撐面內（前提）
2、重心位置的高低
3、支撐面的大小
4、結構的形狀
影響結構強度的因素：
1、結構的形狀（外部形狀、橫截面形狀）
2、結構的材料
3、連接方式
課堂練習
課堂導學
課后作業
1.同步導練 第一節
2.課堂導學 基礎梳理
下 課 ！
反其道而行:合理利用不穩定結構
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外觀：
欹（qi）器是古代一種灌溉用的器皿，口寬底尖，有兩個對稱的耳朵，掛在一個支架上，可以自由轉動。是我國古代勞動人民智慧的結晶。
欹（qi)器
未灌水時罐身略向前傾，灌入適量水后，罐身就直立起，灌滿水時，罐子就會一下子傾倒過來，把水倒凈，然后又自動復原，等待再次灌水。（重心變化原理）
課外閱讀
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文化內涵：
欹器，蘊含著“虛則欹，中則正，滿則覆”的深刻寓意，說明驕傲自滿，往往向它的對立面—空虛轉化。從而告訴人們要謙虛謹慎，不要驕傲自滿。
欹（qi)器
自制欹器
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制作任務：
利用礦泉水瓶制作“欹器”，并進行試驗測試。體會重心位置變化對于結構穩定性的影響。
制作器材：
礦泉水瓶、剪刀、錐子、竹簽

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