结构的稳定性

结构形状影响稳定性
三角形结构使支架更容易稳定
[思考]：怎样让一本书更好地直立在桌面上？
影响结构稳定性的因素二
探究实验二：不倒翁为什么不倒？如果在它脖子 上挂上一定数量的铁环，它还会不倒吗？
•研究不倒翁的结构，发现不倒翁的重心很低，就在它与地面的接触 点上，所以不倒，如果往它的脖子挂上铁环，它的重心位置升高了， 当铁环达到一定数量时，不倒翁就不在是不倒翁了。
想一想：
为什么许 多课桌椅的支 撑脚要做成往 外倾斜？
[知识拓展] ：不稳定的结构就一定没有好处吗？
（1）倒置的啤酒瓶预测地震 （2）地动仪 （3）跨栏、跳高的标杆、菱形挂衣架、伸缩门等
P23练习
1、观察学校篮球架，分析 篮球架要有较高的稳定性，需 具备什么条件？ E 篮球架示意图如右图所 示，假设AC=CB，由于篮球 D 架的重力，使得整个架子的 重心落在CB外，则篮球架是 不稳定的。为了使篮球稳定， A 一般都采取在地面BC处加重 C 物或固定的措施。
台风过后的灾害
打破原有的平衡状态出现了不稳 定现象。
暴雪过后的灾害
打破原有的平衡 状态出现了不稳定现 象。
1 .结构的稳定性
结构的稳定性(Stability)是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。 稳定不是状态绝对不变，而是指受干扰后，允许状 态有所变动，但当干扰消失后，能重新返回到原平 衡状态，称为稳定。不能回到原有平衡状态，称为 不稳定。
B
想一想
分析不同垒法的墙，当施加同样的力时，哪种 垒法的墙不容易推倒？稳定性最强，你认为最 好的垒法是什么？
探究实验三：意大利著名的比萨斜塔为什么不倒塌？
结构重心的位置：结构重心所在点的垂线是否落在结构 底面的范围内，落在就是稳定的，没有就是不稳定的。
注意：支撑面≠接触面。 接触面是物体与地面接触形成的面。 支撑面是物体与地面接触形成支撑 点的连线与地面构成的面。
动手做一做：
矿泉水瓶正立与倒立ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ况下不同的稳定性 ？
分析：
1、双脚支撑，三点形成一个固定三角形，且自行车重心落 在该三角形内，所以这种是稳定支撑。
2、单脚支撑，三点形成三角形的形状取决于单脚A位置， 而A点位置由自行车倾斜角度决定，在一定范围内，支撑架 与地面的夹角越小（自行车的车身越斜)，△ABC的面积越 大，自行车的重心容易落在三角形内，也就越稳定。
与地接触面积大 摆放稳定
探究实验四：大风刮来时，相同形状大小 的石凳子和木凳子哪个稳定性好？ 和木凳子哪个稳定性好？
结论四：材料也是影响结构稳 定性的一个因素。
结论
影响结构稳定性的因素：
重心位置 结构形状 支撑面积 材料
P13案例分析
P13[生活中的事例] 观察一下静止状态的单 车如何保持平衡?
第三节
结构与稳定性
滦南县扒齿港中学
杨淑梅
教学目标
（1）知识与技能： ①理解稳定和结构稳定性的概念。 ②通过实验分析总结出影响结构稳定性 的主要因素 （2）过程与方法： 通过探究、实验、讨论、分析等教学 方 法， 使学生懂得应用相关的理论知识。 （3）情感态度价值观： ①增强学生对结构稳定性的认识。 ②培养创新品质，提高审美意识。
研究结构稳定性的目的之一：是为了 在技术领域中设计出更加稳定的结构
P11[马上行动]
物体 广告牌 落地灯
底小口大的 空竹篓
受到的外力
重力、风力 重力、碰撞
不稳定的主要原因
重心偏高、风太大 底座不够重、重心偏高 与地面接触所形成的支撑面较 小、重心偏高。
重力、碰撞
看下面的图片说一下哪些事物是稳定的，哪些事物是不稳 定的？
2.影响结构稳定性的因素一
探究实验一：从材料箱中拿出一张纸，动手做一 下，如何让一张纸立起来？ 结论一：结构的稳定性与它的几何形状有关。
思考一：为什么屏风能稳定站立？
思考二：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？
一般情况下，梯子打开的时候，梯面与地面组成三角形，梯子本身就能站 得稳。当连接两个梯面的横杆拉直时，两个梯面的上半部分就与横杆一般 情况下，梯子打开的时候，梯面与地面组成三角形，梯子本身就能一般情 一般情况下，梯子打开的时候，梯面与地面组成三角形， 况下，梯子打开的时候，梯面与地面组成三角形，梯子本身就能站得稳。 梯子本身就能站得稳。当连接两个梯面的横杆拉直时，两 当连接两个梯面的横杆拉直时，两个梯面的上半部分就与横杆构成了稳定 个梯面的上半部分就与横杆构成了稳定的三角形，这就进 的三角形，这就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。 一步加强了梯子的稳定性，保证梯子能承受人体的压力。 站得稳。当连接两个梯面的横杆拉直时，两个梯面的上半部分就与横杆构 如果没有梯子中间的拉杆，载人时就不能保持稳定。 成了稳定的三角形，这就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。 构成了稳定的三角形，这就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。
结论三：支撑面越大越稳定
生活中有哪些结构的稳定性设计 思考：生活中有哪些结构的稳定 用到这一要素？最后提出是不是 性设计用到这一要素？ 支撑面越大越越稳定呢？
卫星电视接收天线
支撑杆有螺丝固定在大框架上
鸡蛋的结构稳定吗？ 有什么方法能使鸡蛋 竖起来？
高塔为什么一般 上面很小，下端面积 很大？
木雕圆桌、圆凳
思考：落地扇为什么不易倾倒？
落地扇的底座采用较重的材料，风扇比 底座轻很多，使落地扇的重心降低
结论二：重心的高低影响结构的 稳定性。重心越低,稳定性越好; 重心越高,稳定性越差。
生活中采用降低重心的 方法来提高结构稳定性 的实例
小资料：中国的斜塔
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。
B C
A
P14[探究]自行车骑起来时，只有两个支 撑点，为什么不会倒下呢？
陀螺效应：旋转的物体有保持其旋转方向（旋 转轴的方向）的惯性。即凡是高速旋转的物体， 都有一种使转动轴保持不变的能力，这种能力使 得陀螺即使在不平的支持面上转动也不会倒下。
所以一旦自行车运动起来后， 转动的车轮也具备这种能力，这 种能力使得自行车即使发生了倾 斜，也能自动地把自行车调整过 来，这就是自行车不倒的原因。