資源簡介

1．2 結構與穩定性
教學目標
1. 知識與技能：① 了解結構的穩定性；② 掌握影響結構穩定性的主要因素
2. 過程與方法：通過探究、實踐、討論、分析等方法使學生懂得應用相關理論知識
3. 情感態度價值觀：培養學生的探究、實踐、分析問題的能力，體驗學習的樂趣。滲透安全教育、德育教育。
教學重點與難點
1. 重點：影響結構穩定的主要因素，學生實踐，學生練習。
2. 難點：利用所學知識解決有關現象
教學策略
在教學中為了使學生更易學到相關知識，以“影響結構穩定的主要因素”為主線，并以這條主線進行展開，使學生達到應用知識的目的。用設計、試驗的手段鞏固理論知識。在教學中充分利用探究、試驗、設計的教學方法。
教學準備
（1）電教設備：多媒體、投影儀
（2）教具及實踐器材：小椅子（自制）、不倒翁、獲獎證書封皮、啤酒瓶、粗導線、尖嘴鉗、鉤碼（50g）、米尺、陀螺等
（3）每位學生一份學案及練習
教學過程
（一） 引入新課：
【演示】 出示不倒翁，用手扳它，倒了，放手又自動立起
【引出問題】
1. 不倒翁為什么不倒？它是穩定結構還是不穩定結構？
（學生回答，答案有兩種可能，形成兩派）
2. 為什么會出現兩種答案呢？那到底什么樣的結構是穩定的，什么樣的結構又是不穩定的？要知詳情，下面分解
（二） 新課內容： §1.2.1 穩固結構的探析——結構與穩定性
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。
從概念中，大家再來理解一下不倒翁是穩定結構還是不穩定結構？
（學生回答的答案還是兩種都會有）
【教師澄清】 此概念要理解兩層意思：一是要確定結構原來是什么狀態；二是結構受常力作用下狀態不變，是穩定，或者允許結構在常力作用下變動，但干擾消失后能回到原來的狀態也稱為穩定。因為概念中有“維持”二字，所以穩定不是狀態絕對不變。
現在大家再來看一下，不倒翁是穩定結構還是不穩定結構？
學生回答后給出明確答案:不倒翁原來正放，用手扳動后晃幾下不倒，是穩定。因為不倒翁絕大多數時間原來都是正放的，所以我們說不倒翁是穩定結構。
多媒體演示：（汶川地震視頻）看完視頻，大家感觸頗深，我們中肯定有人在想，將來一定要設計出穩定的牢固的樓房。
【提問】 結構的穩定性與什么因素有關？
【演示】 小椅子重心高時傾倒，低時穩定。得出如下結論，如圖1—1。
因素一：重心位置的高低
[試驗探究1]：兩人參加堆積木，比賽看誰堆的高。
（規定時間）高的容易倒，為什么？
物體重心越低，越穩定。（不倒翁、世界第一高人、賽車）
【演示】 小椅子支撐面小時傾倒，大時穩定。得出如下結論，如圖1—2。
因素二：支撐面積的大小
[試驗探究2]：利用獲獎證書封皮當做屏風，如何才能穩定？
結合前兩個因素
【想一想】比薩斜塔為什么不倒塌？
結構重心的位置：結構重心所在點的垂線是否落在結構底面的范圍內，落在就是穩定的，沒有就是不穩定的。（重心問題必須加此條件）
【演示】 小椅子原來形狀時傾倒，改變形狀后穩定。得出如下結論，如圖1—3。
因素三：結構的形狀
【想一想】A字形梯為什么載人時能夠保持穩定？
[分析]： 如果沒有梯子中間的拉桿將會怎么樣？
[引導學生得出結論]：結構或構件的形狀影響其穩定性。
[教師總結] 影響結構穩定性的主要因素：重心位置的高低、 結構與地面接觸所形成的支撐面的大小和結構的形狀。
強調：幾個因素相互聯系，如小椅子改變形狀時其實改變了結構的重心，改變支撐面積時其實也改變了結構形狀。
【課內討論探究】
（１）舉出生活中利用不穩定的結構實現一定功能的事例
【演示】 啤酒瓶，正放——穩定結構； 倒放——不穩定結構
（可再次回到穩定結構概念的澄清）
應用：利用用倒立的啤酒瓶可以報告地震
（２）靜止狀態下陀螺正放會傾倒，而當它高速旋轉時卻可以立起來？
（運動狀態下與靜止狀態下物體的穩定條件有所不同）
【提問】我們學習結構的穩定性有什么用呢？
【學生實踐操作】（多媒體展示）
簡易掛物架的制作（2人一組）
1.帶著疑問與好奇去實踐：
（1）設計好后說說自己的設計思路
（2）談談影響結構穩定性的主要因素
2.材料：80cm長的粗導線、15cm長的細線、鉤碼（50g）一個
3.工具：尖嘴鉗、米尺
4.要求：（1）用給定的導線制作一個掛物架，并在最上端掛一個50g的鉤碼，比一比哪組同學在穩定的前提下立的最高，即穩定的前提下追求最高的掛物架（高度用米尺量取）。
（2）設計好底座和掛鉤(圖中是提示，大家爭取有更多創新)
（3）團結合作，注意安全
（4）完成學案
【反饋】實物展示——學生介紹作品——教師點評
學生匯報制作思路并總結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、結構形狀）
課堂小結：（多媒體展示）
結構的穩定性：指結構在負載的作用下，維持其原有平衡狀態的能力
影響結構穩定性的因素：（1）重心位置的高低；（2）結構與地面接觸所形成的支撐面的大小；（3）結構形狀
課內練習及作業布置（見學案及課堂練習）

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