探究结构知识.ppt

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1、课题引入,台风过后的广告牌,课题引入,倒地的摩托车和三轮车,课题引入,彻底翻到的空竹篓,课题引入,为什么广告牌东倒西歪？摩托车、三轮车翻到？,物体受到外力作用，原有的平衡状态被打破而出现的不稳定现象。,课题引入,第二节探究结构,结构的稳定性,结构的强度,结构的连接,结构的稳定性,一、结构的稳定性,指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。 它是结构的重要性质之一。,结构的稳定性,案例分析,厂房被压垮的原因？,结构的稳定性,案例分析,厂房中的支撑柱，由于受到积雪过重的压力，发生弯曲，从而导致厂房维持平衡能力的降低。,厂房被压垮的原因？,一个物体在承受负载时要保持平衡，则物体的结构要能有效地抵

2、御外力作用。,魁北克大桥坍塌事件 (1907年8月29日 ),结构的稳定性,结构的稳定性,戴高乐机场倒塌事件,（2004年5月23日),结构与稳定性,马上行动课本P12,重力 风力,说明下列物体有可能因受哪些力的作用而出现不稳定现象，并根据你的生活经验，简要说明原因？,重心偏高，风太大。,结构与稳定性,马上行动课本P12,重力 碰撞,说明下列物体有可能因受哪些力的作用而出现不稳定现象，并根据你的生活经验，简要说明原因？,底座不够重，重心偏高。,结构的稳定性,马上行动,重力 碰撞,说明下列物体有可能因受哪些力的作用而出现不稳定现象，并根据你的生活经验，简要说明原因？,与地面接触所形成的支撑面较小

3、，重心偏高。,那到底什么样的结构是稳定的？ 什么样的结构又是不稳定的？,影响结构稳定性的主要因素,影响结构稳定性的主要因素,不倒翁为何不倒呢？,重心低,影响结构稳定性的主要因素,独脚茶几为何能稳定？,茶几高度设计比较低； 底座采用较重的材料； 台面采用比底座轻的材料。,重心低,影响结构稳定性的主要因素,为何比萨斜塔出现倾斜后没有立刻倒掉呢？,塔体重心的垂点位于塔的底座范围内。,辽宁瑞州古塔，现存塔身高10米，塔身向东北方向倾斜12度，塔尖水平位移1.7米。该塔建成之后虽几经地震与洪水破坏，却始终斜而不倒，堪称奇迹。,小资料：中国的斜塔,影响结构稳定性的主要因素,1、结构的重心,重心越低，稳定性

4、越好；重心越高，稳定性越差。,重心所在点的垂线落在结构底面的范围内，就是稳定的，不会出现倾倒。,影响结构稳定性的主要因素,影响结构稳定性的主要因素,高塔为什么一般上面很小，下端面积很大？,把啤酒瓶（矿泉水瓶）倒立为什么容易到？,影响结构稳定性的主要因素,、结构的底座,结构与地面接触所形成的支撑面的大小。 支撑面越大越稳定，越小越不稳定。,想一想：,为什么大坝的横截面总是建成梯形的？,为什么许多课桌椅的支撑脚要做成往外倾斜？,想一想：,影响结构稳定性的主要因素,照相机、摄像机为什么用三角架支撑而不用四角架？五角架？,三角支架与地面有三个接触点，形成的三角形结构使照相机的支撑架更容易稳定。,影响结

5、构稳定性的主要因素,屏风隔断为什么通常都摆成Z字型，而不摆成一字型？,影响结构稳定性的主要因素,、结构的形状,结构的形状不同，其稳定性也不同。,两条腿的板凳能稳定吗？,有三条腿，但在同一直线上能稳定吗？,影响结构稳定性的主要因素,马上行动,人们利用梯子可以登高。请分析A字形梯载人时能稳定的原因，如果没有梯子中间的拉杆将会怎么样？,A字形梯的两边支脚分别与地面形成较大的支撑面，中间由拉杆固定，当人站上梯子时，人和梯子重心的垂线落在四个支撑脚形成的底面范围内。因为支撑面大，人稍有倾斜，重心的垂线仍在支撑面内，所以结构是稳定的。,如果没有中间的拉杆，人站上梯子时，两梯脚会向外滑动，A字形结构被破坏，

6、失去平衡，梯上的人就会跌落下来。,影响结构稳定性的主要因素,案例分析,静态的自行车是如何保持稳定的？,影响结构稳定性的主要因素,案例分析,双脚支撑,支撑架与地面之间有两个接触点， 前轮与地面之间有一个接触点， 三个接触点构成三点支撑形式， 自行车重心落在三个接触点构成的支撑面内，所以自行车是稳定的。,静态的自行车是如何保持稳定的？,影响结构稳定性的主要因素,案例分析,单脚支撑,支撑脚与地面的接触点A与前、后轮与地面的接触点B、C构成三点支撑，在地面形成ABC。,静态的自行车是如何保持稳定的？,自行车的重心能否落在ABC内取决于单脚支撑架的倾斜度。 在一定范围内，支撑架与地面的夹角越小（自行车的

7、车身越斜），ABC的面积越大，自行车的重心越容易落在三角形内，稳定性越好。,影响结构稳定性的主要因素,马上行动,电动自行车常见的一种支撑形式如图，请分析：,支撑点与地面构成的几何形状,前、后轮的受力,重心位置,稳定情况,三角形,稳定,重心落在两支撑点与前轮与地面的接触点构成的三角形中,前轮着地，后轮不受力,影响结构稳定性的主要因素,生活中我们有这样的经验，一个物体要有三个支撑点才能稳定，如果只有两个就会倒下。但是我们也看到过这样的现象：,影响结构稳定性的主要因素,静 止 时 倾 倒,高 速 旋 转 立 起 来,物体在运动状态中和在静止状态中稳定条件是不同的。,影响结构稳定性的主要因素,探究,自

8、行车在骑动时，只有两个支撑点，却不会倒下的原因？,一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。车轮转的越快越不容易倒，因为车轴有一股保持水平的力量。,另外，人在反复练习后，掌握了随时平衡车体平稳的能力也是一个比较重要的原因。,影响结构稳定性的主要因素,思考,在汽车制造业中，利用壳体结构和薄钢板材制造汽车的车体，而不用框架结构或较厚的钢板，原因是什么？,现在的汽车是框架和壳体结构的组合。壳体结构表面能分散所受的力，在同样的安全性下，与单纯的框架结构比相比，可以使用更薄的钢板材，使车体质量较小，重心下移。,影响结构稳定性的主要因素,4.材料也是影响结构稳定性的因素。,影响结构稳定

9、性的主要因素,结构的稳定性在日常生活中有着广泛的应用，一方面人们利用稳定的结构抵抗外力、承受负载，另一方面又利用不稳定的结构实现某些功能。例如：,地震多发地区，人们利用倒置的啤酒瓶来预报地震。,影响结构稳定性的主要因素,结构的稳定性在日常生活中有着广泛的应用，一方面人们利用稳定的结构抵抗外力、承受负载，另一方面又利用不稳定的结构实现某些功能。例如：,推拉式防盗门/窗,影响结构稳定性的主要因素,结构的稳定性在日常生活中有着广泛的应用，一方面人们利用稳定的结构抵抗外力、承受负载，另一方面又利用不稳定的结构实现某些功能。例如：,推拉户外晾衣架,影响结构稳定性的主要因素,利用偏心轮等质量不均匀的旋转件

10、，在高速运动时不稳定，引起很大的跳动，人们利用这个原理制作了按摩器。,结构的稳定性: 是指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。,形状合理、重心较低、底部支撑面积较大的结构稳定性比较高。,结构的强度,结构的强度: 结构具有的抵抗被外力破坏的能力。,稳定的结构未必强度大。,强度大的结构未必稳定。,影响结构强度的主要因素有哪些？,因素1：结构的形状,结构整体形状,三角形结构可以增大结构的强度。,影响结构强度的主要因素有哪些？,因素1：结构的形状,结构整体形状,构件截面形状,影响结构强度的主要因素有哪些？,包括外部形状和构件的横截面形状，共同影响着结构的强度。,因素1：结构的形状,结构的外形相

11、同，构件的截面形状不同，其强度不一样。,横截面相同，承重的方向不同，,强度也不一样。,影响结构强度的主要因素有哪些？,影响结构强度的主要因素有哪些？,因素2：构件的材料,影响结构强度的主要因素有哪些？,因素3：构件的连接,探究试验3：,因素2：构件的材料,因素1：结构的形状,被连接的构件在连接处既不能相对移动，也不能相对转动。（例如榫接、胶接、焊接等）,构件的连接方法举例：,被连接的构件在连接处不能相对移动，但可相对转动。（例如松螺栓，门与门框的连接等）,铰连接：,刚连接：,不同的材料用不同的连接方式， 不同的连接方式，强度也不同。,1、分体式空调外机能不能象室内机那样直接挂在墙壁上？,综合分

12、析：,2、有的矿泉水瓶子上有凹凸的横向纹路，作用是什么？,综合分析：,一、结构的稳定性 指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。 它是结构的重要性质之一。 影响结构稳定性的主要因素： 1、结构的重心 重心越低，稳定性越好；重心越高，稳定性越差。 重心所在点的垂线落在结构底面的范围内，就是稳定的，不会出现倾倒。 、结构的底座 结构与地面接触所形成的支撑面的大小。 支撑面越大越稳定，越小越不稳定。 、结构的形状 结构的形状不同，其稳定性也不同。 4.材料也是影响结构稳定性的因素。 二、结构的强度: 结构具有的抵抗被外力破坏的能力。 因素1：结构的形状 三角形结构可以增大结构的强度。 包括外部形状和构件的横截面形状，共同影响着结构的强度。 因素2：构件的材料 因素3：构件的连接 铰连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，但可相对转动。（例如松螺栓，门与门框的连接等） 刚连接：被连接的构件在连接处既不能相对移动，也不能相对转动。（例如榫接、胶接、焊接等）,