資源簡介

（必修
技術與設計2）
任務一
探析結構穩定性
一、教學內容
本節課讓學生理解什么是結構的穩定性，并從技術試驗的角度，來引導學生發現影響結構穩定性的因素，依據實際需要提出改進的方案。
二、學科核心素養要求
1.
技術意識：通過技術活動探究重心、支撐面等因素對結構穩定性的影響，并嘗試解決相關技術問題。
2.
創新設計：能依據相關技術試驗標準對結構穩定性進行試驗，并寫出試驗報告。
三、教學重點、難點
1.
重點：能依據相關技術試驗標準對結構的穩定性進行試驗，并對結構進行改進。
2.
難點：理解結構穩定性的概念及其影響因素。
四、教學準備
教學課件，一次性木筷子（或竹筷子）、塑料管、鋁條、鋁片、木條、熱熔膠棒、若干細繩等；剪刀、美工刀、鋼鋸、鋼絲鉗、熱熔膠槍、若干鉤碼等。
五、教學過程
1.
情境導入
小明發現有些辦公桌在升高后，從水平方向推它時，會有明顯的晃動。而降低高度后，晃動幅度會減小。
2.
新課學習
（1）結構穩定性的探究
活動1：懸臂結構的穩定性體驗。
活動要求：懸臂結構底部與地面接觸所形成的支撐面的大小不超過200毫米×200毫米，底部與掛重物的位置在水平和豎直方向相距都不少于200毫米。
活動過程：
①分小組設計方案。
②根據給出的結構方案制作懸臂結構。
③在懸臂結構前端逐步懸掛鉤碼，觀察并記錄懸臂結構傾倒時所掛鉤碼的質量。
④在懸臂結構前端懸掛步驟③中懸臂傾倒時的鉤碼數量，并嘗試在懸臂結構的其他位置添加重物，使懸臂結構重新保持穩定。
問題1：懸掛鉤碼到一定數量后，懸臂結構狀態有什么變化？
歸納：結構的穩定性是指結構在荷載作用下維持其原有平衡狀態的能力。
問題2：對比各小組的懸臂結構在傾倒時，所掛鉤碼質量是否相同？
問題3：思考分析不同懸臂結構的區別？
問題4：在活動步驟④中，所加重物的位置與其質量有什么樣的關系？
歸納：結構穩定性與重心之間的關系。
活動2：探究四種A字形梯的穩定性
問題5：A字形梯在載人時重心很高，為什么還能保持穩定？
問題6：A字形梯中間的橫梁有什么作用？
問題7：圖丁中采用八腳支撐的原因是什么？
歸納：結構的穩定性與結構形狀以及支撐面大小的關系。
（2）結構穩定性的技術試驗
活動3：課桌穩定性試驗
活動要求：
①課桌一張，如果條件允許請用站立式辦公桌。若用站立式辦公桌，則需要在升到最高和降到最低狀態下分別進行測試。
②加載設備（提供垂直或水平加載力）、加載墊（直徑為100厘米）、擋塊（用來防止桌子移動）。
③應在最不穩定的桌邊進行試驗，如該桌邊不明確，則應通過試驗來確定。如果桌子安裝了抽屜，在測試時抽屜應關閉并不應載重。
活動過程：
①把課桌放在水平地面上，用擋塊抵住課桌最不穩定邊的桌腿，防止課桌在試驗時移動。
②垂直加載穩定性試驗。通過加載墊在課桌最不穩定邊中心離邊沿向內50毫米桌面處，垂直向下逐漸加力，至下表中的規定值或直至課桌有一個桌腿離開地面時為止。記錄最大荷載。
③垂直和水平加載穩定性試驗。在課桌最不穩定邊中心離邊沿向內50毫米桌面處通過加載墊垂直向下加100
N的力，同時在該邊中點桌面上向外施加一個水平力，逐漸增加該力至下表中的規定值或直至課桌有一個桌腿離開地面時為止。記錄最大荷載。
④將課桌順時針轉180度，針對課桌的另一條不穩定邊，重復上述步驟②、③，并記錄試驗數據。
技術參數
國家標注（規定值）
最大荷載
不穩定邊1
垂直加載穩定性
600
N
垂直和水平加載穩定性
20
N
不穩定邊2
垂直加載穩定性
600
N
垂直和水平加載穩定性
20
N
問題8：根據試驗數據，分析所測試課桌的穩定性是否達到了國家標準？思考原因？
問題9：思考如果要提高課桌的穩定性，可以采取哪些措施？
3.
課堂小結
（1）結構穩定性的含義。
（2）影響結構穩定性的三個主要因素：重心位置、支撐面大小、結構的形狀。
六、教學總結
本節課通過技術體驗探究結構的穩定性，從活動中認識影響結構穩定性的主要因素：重心位置的高低、支撐面的大小以及結構的形狀。通過技術試驗分析結構不穩定的原因，并能分析如何提高其穩定性。
七、教學反思
本任務難點是要理解結構穩定性的概念及其影響因素，當學生學習下一節課的知識后，會對穩定性和強度的概念混淆不清。因此在本節課中，需要通過技術體驗進一步強化學生對穩定性概念的理解。
類型
記錄數值(共12張PPT)
任務一　探析結構的穩定性
二　穩固結構的探析
情境導入
小明發現有些辦公桌在升高后，從水平方向推它時，會有明顯的晃動。而降低高度后，晃動幅度會減小。
新課學習
活動1：懸臂結構的穩定性體驗。
活動要求：懸臂結構底部與地面接觸所形成的支撐面的大小不超過200毫米×200毫米，底部與掛重物的位置在水平和豎直方向相距都不少于200毫米。
新課學習
活動1：懸臂結構的穩定性體驗。
活動過程：
①分小組設計方案。
②根據給出的結構方案制作懸臂結構。
③在懸臂結構前端逐步懸掛鉤碼，觀察并記錄懸臂結構傾倒時所掛鉤碼的質量。
④在懸臂結構前端懸掛步驟③中懸臂傾倒時的鉤碼數量，并嘗試在懸臂結構的其他位置添加重物使懸臂結構重新保持穩定。
新課學習
問題1：懸掛鉤碼到一定數量后，懸臂結構狀態有什么變化？
歸納：結構的穩定性是指結構在荷載作用下維持其原有平衡狀態的能力。
新課學習
問題2：對比各小組的懸臂結構在傾倒時，所掛鉤碼質量是否相同？
問題3：思考分析不同懸臂結構的區別？
問題4：在活動步驟④中，所加重物的位置與其質量有什么樣的關系？
歸納：結構穩定性與重心之間的關系。。
活動2：探究四種A字形梯的穩定性
新課學習
問題5：A字形梯在載人時重心很高，為什么還能保持穩定？
問題6：A字形梯中間的橫梁有什么作用？
問題7：圖丁中采用八腳支撐的原因是什么？
歸納：結構的穩定性與結構形狀以及支撐面大小的關系。
新課學習
活動3：課桌穩定性試驗
新課學習
活動3：課桌穩定性試驗
問題8：根據試驗數據，分析所測試課桌的穩定性是否達到了
國家標準？思考原因？
問題9：思考如果要提高課桌的穩定性，可以采取哪些措施？
新課學習
課堂小結
1.
結構穩定性的含義。
2.
影響結構穩定性的三個主要因素：重心位置、支撐面大小、結構的形狀。

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