資源簡介

教學設計
課程基本信息
課題 結構及其設計（第五課時）
教學目標
能通過技術試驗或技術探究分析影響結構強度的因素，并寫出試驗報告 能依據結構的特性分析具體的案例，嘗試從結構的角度對其進行風險評估
教學內容
教學重點： 熟悉影響結構強度的主要因素，經歷簡單結構的強度探究過程；區分剛連接以及鉸連接； 教學難點： 剛連接以及鉸連接的區分。
教學過程
走進情境（視頻）： 以學生拔河比賽為引入，提起學生興趣，引入結構的強度。 問題引導： 懸臂結構在掛上重物會發現，懸臂結構中的懸臂會出現彎曲，那么設定本節課學習目標：使懸臂掛上重物后不會出現彎曲。 任務二：試驗探究 任務探究一：在懸臂結構模型上可以成功懸掛1個鉤碼而不出現彎曲。 實驗過程中會發現：換一種金屬材料的懸臂后，可以掛住鉤碼而不會彎曲。不同材料的抗拉能力是不同的，由此可見，不同的材料會影響結構的強度，材料的不同可以影響結構的強度。比如：尼龍繩子、鋼筋的抗拉能力強，水泥抗壓能力強，水泥和鋼筋共同澆筑的梁抗彎能力強。 任務探究二：在不改變材料的前提下，通過改造懸臂結構模型，可以成功懸掛1個鉤碼而不彎曲。 改變截面的形狀也可以實現目標。在不改變材料的前提下，把懸臂的截面形狀從圓形改為三角形，也可以勾起同樣的重物，懸臂不會出現彎曲由此可見，更改結構的截面形狀也可以改變結構的強度，不同的形狀可以改變結構的強度。三角形是最基本的形狀之一，它結實、不易變形、所用的材料最少。有時候，在長方形或六邊形的框架中間加上支撐構建，構成三角形，就可以大大增加其牢固結構。在結構設計中，一些機構的形狀只要稍加改變就可大大提高強度。例如，將平面薄板改為蜂窩板、瓦楞板等。在薄板制品中加入強筋或凸緣、翻邊結構等。（觀看瓦楞板的強度比較高的原因視頻） 除了結構的形狀、結構的材料，還有哪些因素可以影響結構的強度呢？其實還有結構的連接方式也會影響結構的強度。結構是由若干個構件通過不同的連接方式構成，所以，不同的連接方式，直接會影響結構的強度。例如：我們在制作木質板凳時，單單通過榫接以及單單通過鋼釘連接所制作的板凳的抗壓能力是不一樣的。 不光如此，連接方式對結構的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荷載不大的鉚接場合，而不銹鋼鉚釘則用在高拉力、耐腐蝕的場合。（圖片） 連接方式多種多樣，若按照構件之間能否轉動來分類，可分為鉸連接和剛連接。那么什么樣連接特點的連接方式為鉸連接和剛連接呢？ 形如折疊傘傘骨之間的連接方式為鉸連接。鉸連接的連接特點為被連接的構件在連接處不能相對移動，但是可以相對轉動。那么類似的案例還有很多，例如門與門框之間連接件合頁，便是鉸連接。那么什么是剛連接呢？形如木頭之間的榫接便是剛連接。剛連接的特點為被連接的構件在連接處既不能相對移動，也不能相對轉動。再例如金屬之間的焊接、材料之間的膠水連接等都屬于剛連接。 判斷下列連接屬于剛連接還是鉸連接呢？ 剪刀的兩部分之間通過鉚釘相連，并且可相對轉動，但是不可以相對移動屬于鉸連接。板凳的燈腳與連接橫桿之間是通過焊接的方式進行連接，所以屬于剛連接。同學們，你們答對了么？其實結構的連接方式是多種多樣的，這里主要是根據構件之間能否轉動來分類，分為剛連接和鉸連接。有些連接方式既不是剛連接也不是鉸連接。例如：推拉窗中，窗戶與窗框的連接，它可以移動但是不能轉動。其實連接方式的分類還有很多。 總結。本節課我們學習了什么是結構的強度。結構的強度是指結構具有的抵抗外力破壞的能力。在學習結構的強度的同時，我們還掌握了影響結構強度的因素。經過探究，我們發現，結構的材料會影響的強度，比如金屬的懸臂以及木質的懸臂。還有結構的形狀，使用三角形會更結實一些。以及結構的連接方式，這里根據構件之間能否轉動來分類，我們分為剛連接和鉸連接。剛連接的特點為被連接的構件在連接處既不能相對移動，也不能相對轉動。鉸連接的連接特點為被連接的構件在連接處不能相對移動，但是可以相對轉動

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