高中通用技术地质版（2019）必修《技术与设计2》四、结构稳定性教案

教学

过程

教学活动

学生

反映

新课导入

我们经常听到过这样的对话：“我的椅子比你的结实。” “我的桌子坏了一条腿，不稳了。”

这里的结实和稳，都是对某物体结构的某方面性能的一种形容、一种描述、一种评价。

下面我们通过实验的方法来进行。

技术试验的总体要求：

（1）试验前，要提前做好准备，包括器材准备、试验场地准备及参试人员分组准备。

（2）试验分组进行，组内人员分工明确。

（3）认真做好交流、讨论。

（4）认真写好试验报告。

（5）做好安全防范。

试验一

简易拉伸试验

试验项目：纸绳拉伸试验

试验内容：抗拉伸研究

试验器材：自制纸绳多根，砝码1套（或弹簧秤1个）

试验步骤：将纸绳一端固定悬挂，另一端用于加砝码，观察并记录纸绳变形与受力情况，直到将纸绳拉断。

取两根纸绳并放在一起，重复步骤以上步骤。

逐渐增加纸绳数量，重复以上步骤，直到无法拉断多股的纸绳为止。

整理试验记录，小组讨论，提出此次试验的几点结论性看法。

撰写试验报告。

按班级人数及试验器材准备情况，合理分组、分配任务，达到人人参与、人人动手。

试验报告的内容与要求：

1.试验报告的基本内容：试验项目或题目；试验的内容；步骤与记录整理；试验的讨论与结论；试验与参与人、时间和报告人。

2.试验报告的基本要求

认真观察，及时记录。重在写好结论与讨论。

结论要客观，而讨论要强调自主性。

试验二

简易弯曲试验

试验项目：板条弯曲试验

试验内容：抗弯曲研究

试验器材：宽木板条1条200mmX80mmX3mm；窄木板条3条，参考尺寸：200mmX15mmX3mm；小木块2块；快干胶水；小铁钉若干。

试验步骤：

1.取宽木板条，将其两端用小木块支撑起来，在木板条的中央向下施加压力，观察并体验木板条变形的情况。

2.取一条窄木板条，用胶水和小铁钉将其紧固于宽木坂条的中央，重复以上步骤。逐渐叠加窄木板条，重复以上步骤。整理试验记录，得出结论，撰写试验报告。

试验三

简易组态试验

试验项目：杆件框架组态试验

试验内容：框架结构稳定性研究

试验器材：相同材质的杆件5根（雪糕棒），每根杆件的两端备有可穿过螺栓的孔；螺栓、螺母4套。

试验步骤：

1.取3根杆件，用螺栓将他们连接成一个三角形，并用螺栓固定。在任一结点上施加外力F，观察并体验框架的受力与变形情况（a）。

2.重取4根杆件，组成一个四边形框架，在四边形框架的某一结点上施加外力F，观察并体验受力与变形情况。

3.在四边形框架的基础上，另取一根杆件加入，改组成有一条公共边的双三角形框架（b）所示。在双三角形框架的某一结点上施加外力F，观察并体验框架的受力与变形情况。

技术试验过程的评价

最重要的就是试验数据处理、分析方法和综合评价方法。

二 应力、强度

内力：构件在外力作用下发生变形的同时，构件内部分子之间产生一种抵抗变形的抵抗力。

应力：作用在单位面积上的内力。N/m2

强度：物体结构抵抗破坏的能力。

三 影响结构强度的因素

形状：构成的形状略有改变，强度就会改变

材料：不同的材料有承受不同应力极限的能力

连接方式

连接还可以有:点连接、线连接、面连接等。

四 结构稳定性

（一）结构稳定/不稳定的几种情况

（1）不倒翁结构；

（2）4条腿支撑的椅子；

（3）上小下大的横截面结构。

（二）结构稳定的概念

  能传递（承受）任意形式的荷载，称为稳定结构。

五 影响结构稳定性的因素及应用

（一）影响因素

    1.重心的位置

2.结构的支撑面积  支撑面积大的结构，稳定性好。

3.结构的几何形状  上端小、下端大的结构，稳定性好。

（二）巧妙地增加结构的稳定性

（1）减小长细比

（2）利用三角形框架及其组合结构

根据不同的试验，探究得出试验结论，正确填写试验报告。

课堂小结