结构与稳定性
武进区横林高级中学 耿鉴
一、教材内容分析：
本节内容在《结构和设计》中起到举足轻重的作用，不仅可使学生对结构的基本知识有更深的认识与巩固，而且也为以后结构的强度、结构的设计等教学打好基础。在教学中要充分利用探究、实验、讨论、的教学方法。
二、教学目标：
知识与技能：了解影响结构稳定的主要因素
过程与方法：通过探究、实验、讨论、分析等方法使学生懂得应用相关的理论知识
情感态度价值观：通过分析讨论等得到结论，培养学生的探究、实验、分析问题的能力，体验学习乐趣。渗透安全教育、德育教育。
三、教学重点与难点：
重点：影响结构稳定的主要因素
难点：利用所学知识解决有关现象
四、教学策略：
在教学中为了使学生更易学到相关知识，必须以“影响结构稳定的主要因素”为主线，并以这条主线进行展开，使学生达到应用知识的目的。
五、教学资源：
硬纸板、单脚撑自行车、照相机的三角架、陀螺、不倒翁、鸡蛋、啤酒瓶、麻将等
六、教学过程：
（一）、引入新课：
[探究]；让学生观看《真实谎言》中的片段，思考这样的问题：为什么一只飞鳥能使一辆汽车坠入河中？
[引出问题]：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？
（二）、新课内容：
结构的稳定性是指结构在负载的作用下，维持原有平衡状态的能力。
展示图片：
想一想：
结构的稳定性与什么因素有关？
[实验探究1]：利用硬纸板做屏风，如何才能稳定？
因素一：支撑面积的大小
[实验探究2]：两人参加堆积木，比赛看谁堆的高。（用麻将作为积木，我用flash做了一个计时器）
高的容易倒，为什么？
因素二：重心位置
物体重心越低，越稳定。
不倒翁、世界第一高人、赛车
想一想：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。
想一想：照相机的支撑架为什么常使用三脚架而不用其他形状？
[分析]：照相机的三角架为什么能保持平衡？
[引导学生得出结论]：结构或构件的形状影响其稳定性。
[教师总结]：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和结构的形状。
因素三：结构的形状
想一想：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？
影响结构稳定性的因素：
支撑面积 重心位置 结构形状
探究
１.自行车骑起来时，只有两个支撑点，为什么不会倒下呢？
２.静止状态下陀螺会倾倒，而当它高速旋转时却可以立起来？
注意！
运动状态下与静止状态下物体的稳定条件有所不同
。
这个谜，直到本世纪八十年代初才解开。一位美国的物理系研究生，通过电脑进行复杂的运算，终于从理论上解决了。问题就出在旋转速度和摩擦上了。陀螺在旋转起来时，支持点周围也不免与支持面（桌面）产生摩擦，而这种旋转的物体总是使运动趋向于摩擦更小的状态。当陀螺摇摇晃晃地立起来，终于使一个尖端着地时，就逐渐达到了支持点面积最小，稳定旋转的状态，水平的能量转化成为绕对称轴旋转的动作。当然，由于摩擦，它的转速又会慢慢减小。然后开始摇晃，最后，倒下来，因为这时它要趋向重心更低，更稳定的状态。
[学生有趣实验]：让两位学生各拿一只鸡蛋，看谁能把它像陀螺一样立起来。（一只生鸡蛋，一只熟鸡蛋）
拓展：不稳定的结构应用
[教师总结]：运动状态下与静止状态下物体的稳定条件有所不同。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。
【学生游戏】让学生通过多媒体软件设计桥梁的结构，发现不同的结构稳定性不同。
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