1.1 1.2常见结构的认识

班级：高二（）班姓名：教师评价：

课题：§1.1常见结构的认识§1.2稳固结构的探析

【技能讲解】（教师讲解知识点。）

1、无处不在的结构

结构：广义上：结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。

结构的各个组成部分称为构件。

在生产生活中那些产品的结构是受到自然物体的结构的启发而产生的?

（1）将下列自然物体与产品用线连接起来

①苍耳子导弹跟踪系统

②鸟尼龙搭扣

③鹰眼飞机

（2）魁北克大桥的坍塌的案例说明了什么？

结论:结构影响着它们的性质和功能,结构方面存在的一个小问题也许就会导致重大事故，合理的结构是事物存在的基础。

2、结构与力

从力学角度来说, 结构是指可承受一定力的架构形态, 它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。

每个物体都有它的特定的架构形态，这种架构形态体现着它的结构。

一个复杂的结构由许多不同的部分（构件）组成。

一个设计合理的结构应该承受外界的各种作用力，抵抗各种变形。

（3）构件的受力和变形的形式有五种基本形式，请连线：

①受拉构件承受使之产生弯曲的力

②受压构件承受两个距离很近、大小相等、方向相反的平行力

③受剪切构件承受使之被挤压的力

④受扭转构件承受拉拽力

⑤受弯曲构件两端承受方向相反的均匀的力，使它发生扭转形变

3、结构的类型

（4）从力学结构与形态方面考虑分：

（5）实体结构：通常是指结构体本身是实心的结构。如墙壁、柱子、实心球等等。其受力特点是：

（6）框架结构：通常是指结构体由细长的构件组成的结构。如窗户、画框、房子的架构、铁塔架，脚手架，建筑框架体等等。其特点是：

（7）壳体结构：通常是指层状的结构。如头盔、汽车飞机的外壳等等。其受力特点是：

【技能实践】（同学们完成技能实践内容。）

①拉面、油条、拉力器（）

②订书机、桥墩、压路机（）

③剪刀、钢丝钳（）

④弓、撑杆跳高（）

⑤拧麻花条（）

⑥人坐在椅子上（）

⑦书本中吊篮的支撑架

⑧桥墩承受桥面、桥上负荷的力（）两端被桥墩托住的梁（）石磨的推杆为什么要用绳子吊起来？

（9）书本第7页中的小实验：在什么情况下纸板的抗压能力最强？

（10）书本第9页中的小实验：鸡蛋为什么能承受如此大的压力？

（11）乌龟背壳的结构给乌龟带来什么好处？（保护作用）

（12）指出下列物体各属于实体结构、框架结构、壳体结构的物体。

墙壁、柱子、实心球（）

窗户、画框、房子的架构、铁塔架，脚手架（）

头盔、汽车飞机的外壳（）

（13）实际中有些物体的结构不是单一的，举一例。

如圣彼得教堂、埃菲尔铁塔的整体是（）结构，地基、柱子是（）结构，屋顶是（）结构。

再如自行车，车架是是（）结构，挡泥板是（）结构。

【技能展示】（技能展示，师生评价）

课题：§1.2稳固结构的探析

【技能讲解】（教师讲解知识点。）

结构的稳定性：结构在负载的作用下，维持原有平衡状态的能力。

它原有的平衡状态而出现了不稳定？

2、影响结构稳定性的主要因素：

重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面的大小、结构的形状等

静止的物体的重心所在点的垂线落在结构地面的范围内，就是稳定的。

结构与地面接触所形成的支撑面越大稳定性越好，如高塔都是上端小下段大。结构的形状不同，稳定性不同。三角形形成稳定的几何结构，故工程结构中的桁架都是三角形的。

（3）案例分析：稳定性分析

结构的重心：物体高度设计得底，底座用较重的材料（大理石）台面采用比底座轻的材料（木材），使重心降低，如（），天平是不是？（）结构的底座：底座越大，稳定性越好，如（）、（）。

结构的形状：三角形的结构比较稳定，如（）。

（4）A字形梯为什么载人时能够保持稳定？如果没有梯子中间的拉杆将会怎么样？

梯子打开时，梯子本身就能站得稳，两个梯面与地面组成三角形。当两个梯面之间横杆连接时，两个梯面的上半部分又与横杆构成了稳定的三角形，进一步加强了梯子的稳定性，保证梯子能承受人体的压力。如果没有梯子中间的拉杆，载人时就不能保持稳定。

（5）案例分析：静止状态的单车如何保持稳定（课本：P13）

双腿支撑、单腿支撑

这两种稳定方式都是自行车与地面的接触构成三角形支撑形式，自行车的重心落在三角形之内。

（6）摩托车或电动自行车的常见支撑形式:

支撑点与地面构成的几何形状（）

前轮受力：

后轮受力：

重心位置：

稳定情况：

（7）一个物体要有三个支撑点才能稳定，如果只有两个支撑点会倒下，自行车骑起来时只有两个支撑点，为什么它不倒？

静止情况下，自行车本身不能自我平衡，需要加一支撑脚构成三个支撑点。当由骑车人和自行车构成一个系统时，系统动起来之后，骑车人为系统注入动力，从而在自行车前进的时候，通过人的不断调节，自行车和骑车人与地面垂直，使自行车的重心落在车轮与地面接触的面积内。因此，在没有明显的外力干涉时，这一动态系统能够表现出一种稳定。

（8）影响结构的稳定性还有哪些？

（9）书本14面的两个茶几在使用时要注意什么？不要把物体放在边缘。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。如：

倒置的啤酒瓶可以预报地震

在打水的桶口边挂一重物，在水面时能自动翻倒打水。

张衡的地动仪

阅读材料：

桁架与稳定性：三角形桁架为几何不变体系，四边形体系为几何可变体系。【技能实践】（同学们完成技能实践内容。）

（10）书本15面小实验：

不倒翁的倾倒与在它脖子上挂铁环的方法有没有关系？

如果是自制的不倒翁，气球中玻璃球的多少与发生倾倒的关系怎样？

（11）书本16面小实验：

描述屏风的左右两个侧面旋转的角度与其稳定性的关系？

指出：一种状态，使屏风遮挡面积最大且稳定性较好。

小结：一、结构分类：实体结构、框架结构、壳体结构

二、影响结构稳定性的三个因素：

重心位置、支撑面积的大小和结构的形状

【技能展示】（技能展示，师生评价；学生总结，师生共享）