1.2.2探析 结构强度-【新教材】苏教版高中通用技术必修《技术与设计2》教案

任务二探析结构强度

浙江省嘉善高级中学鲍建国

一、教学内容

本节课要求学生理解结构的强度，通过探究体验认识影响结构强度的因素。结合技术活动分析影响结构强度的因素，并提出合理的改进方法。

二、学科核心素养要求

1. 技术意识：通过技术活动探究形状、材料、连接方式等因素对结构强度的影响，并尝试解决相关技术问题。

2. 创新设计：能依据相关技术试验标准对结构强度进行试验，并写出试验报告。

三、教学重点、难点

1. 重点：能依据相关技术标准试验对结构强度进行试验并分析和改进。

2. 难点：理解结构强度的概念及其影响因素。

四、教学准备

教学课件，试验教具等。

五、教学过程

1.情境导入

小明发现有一款办公桌的脚架采用了铝合金材料一体成型，其脚架内部设计成网格，这是为什么呢？

2.新课学习

（1）结构强度的探究

案例展示。

①结构强度的含义是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。

②应力的定义是构件单位面积上所产生的内力，σ=F N/A。

活动1：悬臂结构模型的强度体验。

活动要求：

①用不同材料但结构相同的悬臂结构进行比较试验。

②用相同材料但结构不同的悬臂结构进行比较试验。

活动过程：

①将悬臂解结构的一端固定，悬臂长度不少于200毫米。

②在悬臂结构的另一端不断增加钩码，直至悬臂出现断裂，记录断裂前的钩码质量以及断裂点。

③将测试数据记录在表格内，并进行交流和讨论。

序号结构形状所用材料连接形式钩码质量断裂点

1

2

3

4

问题1：根据试验结果，分析承重较大的结构具有什么特点？

问题2：观察断裂点在哪个位置，请思考原因是什么？

问题3：分析材料、连接方式对结构承重的影响？

马上行动1：钢筋混凝土梁中的钢筋和混凝土的受力形式是什么？如何合理利用钢筋提高梁的强度？

归纳：结构的材料影响结构的强度。

马上行动2：升降桌是如何实现升降功能的？它的连接方式是什么？

归纳：结构的连接方式影响结构的强度。

连接方式特点具体形式

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

松螺栓连接、松铆连接、铰链连接等刚连接

被连接的构件在连接处既不能相对移

动，也不能相对转动

榫接、胶接、焊接、紧铆连接、紧固螺栓

连接等

问题4：列举刚连接和铰连接的应用。

活动2：悬臂梁强度与截面形状。

活动要求：

用周长相同的硬纸制作不同截面形状的纸筒，来模拟不同截面的钢管进行强度试验。

活动过程：

①分别将不同形状的纸筒的一端固定在测试装置上。

②分别在不同形状的纸筒的另一端悬挂相同质量的砝码，并依次不断地增加相同质量的砝码，观察结果。

问题5：哪种截面形状的纸筒可以承受更大的力？

归纳：结构的形状影响结构的强度。

问题6：观察断裂点在哪个位置，请思考原因是什么？

问题7：生活中有哪些设计是通过改变结构的形状从而来改变结构的强度的？

3.课堂小结

（1）结构的强度的含义。

（2）影响结构强度的主要因素：材料、连接方式、结构的形状。

六、教学总结

本节课通过技术体验探究结构的强度，从活动中认识影响结构强度的主要因素：结构的材料、结构的连接方式以及结构的形状。

七、教学反思

本节课的难点在于理解结构强度的含义，并能区分结构的稳定性和结构的强度。通过活动体验探究影响结构强度的主要因素，在活动中要把握好试验的规范性，对比试验要注意相同条件的设定，确保试验结果的科学性。