資源簡介

穩固結構的探析（第二課時——結構與強度）
江蘇省太倉高級中學 黃清
一、教學目標
1、能夠區分結構強度與穩定性的區別。
2、理解強度的概念，讓學生通過技術試驗探索出影響結構強度的幾個因素。
4、從日常生活出發進行課堂教學，讓學生感受技術中的結構與他們密切相關，激發學生自主的關注身邊的生活，提高他們的觀察力，能用強度的概念來評價、選擇和使用結構。
二、教學分析
1、教學對象分析：學生已經在前一節課學習了結構與穩定性，只是學生容易將本節內容（結構強度）與上一節的“結構穩定性”的知識點混淆。學生在生活中也有強度的直觀認識和感受，缺少理性的判斷，對影響結構強度的幾個因素理解不全面。
2、教材內容分析：本小節的內容從課本知識點的編排上，到知識點本身，都與穩定性有很多相似之處。所以，應注意讓學生了解這兩小節內容的聯系與區別。重點分析影響結構強度的主要因素。
三、教學重點與難點
教學重點：
1、理解強度的概念，理解結構穩定性與強度的聯系與區別
2、通過案例的探究性試驗，讓學生能夠自己分析并得出形狀是影響結構強度的主要因素之一。
教學難點：結構的外部形狀和結構的構件截面形狀以及構件受力的方向對強度的影響。
四、教學策略
從生活中的話題出發，引入強度的概念，通過精心設計的案例以及教師的引導，讓學生自主的去探究，學習影響結構強度的主要因素。再通過分析生活中的例子，讓學生能關注生活，善于發現、理解生活中的技術問題。
五、教學過程：
1、情景導入：取一個較高的花架，請同學評價，回顧穩定的三個條件，即結構的形狀、重心高低、底部支撐面大小。圖片演示如何去為了穩定性改進這個花架？再取一張比較穩定的椅子，請一個較胖的同學試坐，輕微晃動，可能導致椅子垮塌。
2、結構強度的概念：我們知道結構的穩定性是指結構在負載的作用下維持其原有平衡狀態的能力。一張好的凳子，除了應該具有一定的穩定性而使之坐人之后不容易翻倒之外，還需要什么要求呢？（生答：牢固、結實）。也就是我們我們今天學習的內容：結構的強度。這張椅子的強度是怎樣的，也就是指它受到外力作用的情況下，它不被外力破壞的能力如何。
概念：結構的強度是指結構具有的抵抗被外力破壞的能力。
3、影響結構強度的主要因素
學生的探究性試驗1：用不超過三根吸管材料，大頭釘、橡皮筋等材料制作一個可以在外側懸掛勾碼的結構，連接在鐵架臺上，并測試最多能夠承受多少勾碼。
提問結構制作較好的同學：為什么要采用這一結構？
因素1：結構的形狀
①結構的外部形狀。
圖片展示：三角形結構使豎桿的承重量增加。
圖片展示：橋梁的桁架，大量采用了三角形結構。
提問：橋梁的外型用了大量三角形，同學們有沒有考慮過組成橋梁的各個構件的橫截面是什么形狀的？構件的不同橫截面形狀對橋梁的強度有影響嗎？
學生的探究性試驗2：用幾張A4紙制作一個盡可能牢固的橋面以放置整盒勾碼，寬度約為7-10cm。
教師演示：通過“解剖”優秀橋面來獲得結論：
②構件的橫截面形狀：具有相同截面積，但不同截面形狀的同種材料的強度就不同。
教師演示：圖片或實物展示現實生活中各種構件的橫截面形狀。
③強調學生注意結構對結構的影響有兩點，一是結構的外部形狀，二是構件的截面形狀。結構的外形相同，構件的截面不同，其強度不一樣。
教師演示：用構件的不同承重方向測試強度。
橫截面面積相同，承重的方向不同，強度也不一樣。
因素2：材料
①展示圖片：從紙杯到塑料杯到不銹鋼杯，說明強度和材料有關。
實際生活中，構件受到的應力可能是拉力、壓力、彎曲力、扭轉力、剪切力的綜合作用，而不同的材料對不同的應力的承受力也會不同，當應力超過了構件的容許應力，構件就會不可逆轉的損壞。
②通過圖片對混凝土梁的受力情況進行應力分析，說明不同材料對不同應力的性能、效果是不同的，必須靈活、綜合地應用。
③用木塊和繩子做成一根梁，木塊抗壓性能好，繩子抗拉性能好，兩者結合就成為堅固的梁。
學生的探究性試驗3：請同學用強度較大的細竹簽來制作三角形懸掛結構，用橡皮筋連接在鐵架臺上，測試強度。
因素3：構件的連接方式
鉸連接：被連接的構件在連接處不能相對移動，但可相對轉動。（舉例）
剛連接：被連接的構件在連接處既不能相對移動，也不能相對轉動。（舉例）
圖片展示：我國古代勞動人民很早就用榫接來建造房屋，制作家具，河姆渡文化遺址上已經有了比較多樣的榫接方式。
4、馬上行動：1、對一個用4根吸管釘成的相框，使它更牢固的做法是什么？
可以從材料、形狀以及連接方式多個角度來考慮。
5、綜合分析：
a、解剖紙質包裝箱，觀察橫截面，解釋其作用。
改變橫截面的平面形狀為類似三角形的立體形狀增加強度，保護箱內貨物。
b、分體式空調室內機與室外機安裝固定的差別，用什么方法來加大室外機的安裝強度？
6、作業：觀察生活中的各種結構，思考增加結構強度的方法。

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