1、结构的稳定性。结构的稳定性。影响结构稳定性的主要因素。影响结构稳定性的主要因素。按教学内容分配，本教学设计的教学时间为按教学内容分配，本教学设计的教学时间为45分钟，是分钟，是“稳固结构稳固结构的探析的探析”第一学时的教学设计。第一学时的教学设计。采用表演杂技进行教学导入，以引起学生的注意并激发学生的兴趣；采用表演杂技进行教学导入，以引起学生的注意并激发学生的兴趣；使用使用“请请”、“愿意愿意”等商量的语言和协商的语气，营造平等的、民等商量的语言和协商的语气，营造平等的、民主的教学氛围，提高学生参与的积极性；主的教学氛围，提高学生参与的积极性；课堂真正体现以学生为主体，把课堂交给学生，把时间还
2、给学生，提课堂真正体现以学生为主体，把课堂交给学生，把时间还给学生，提高教学效果；高教学效果；安排适量的安排适量的“学生思考学生思考”、“马上行动马上行动”与分组技术试验，让学生始与分组技术试验，让学生始终处于一种手脑并用的积极的思维状态；既注意培养学生独立思考，主动探究，终处于一种手脑并用的积极的思维状态；既注意培养学生独立思考，主动探究，也注意培养学生合作学习；也注意培养学生合作学习；教学所展示的图片都是身边随处可见的，自制的演示结构也是生活中教学所展示的图片都是身边随处可见的，自制的演示结构也是生活中常见的悬臂式结构，让教学贴近生活，提高学生的学习兴趣。常见的悬臂式结构，让教学贴近生活，
3、提高学生的学习兴趣。准确把握教学要求，但教学内容和教学案例又不拘泥于教材，把教材准确把握教学要求，但教学内容和教学案例又不拘泥于教材，把教材中的一些实例作为学生的阅读内容以扩大学生知识面。中的一些实例作为学生的阅读内容以扩大学生知识面。新课导入通过新课导入通过“神五神五”、“神六神六”、“神七神七”进行爱国主义教育，通进行爱国主义教育，通过图片五（摩托车一边载物一边载人，用人来进行平衡）进行安全教育。过图片五（摩托车一边载物一边载人，用人来进行平衡）进行安全教育。一、什么是结构的稳定性？一、什么是结构的稳定性？结构的稳定性是指结构在结构的稳定性是指结构在外力作用外力作用下下维持维持其原有其原有
4、平衡平衡状态的状态的能力能力。这种性质是结构的重要性质之一，也是一个结构能够这种性质是结构的重要性质之一，也是一个结构能够安全、正常发挥其作用（功能）的前提。安全、正常发挥其作用（功能）的前提。媒体曾经报导了某地有媒体曾经报导了某地有21幢楼房一天到晚摇晃，造成这些居民没有幢楼房一天到晚摇晃，造成这些居民没有安全感，后来查明是附近的锻造厂在进行锻压工作时引起的。安全感，后来查明是附近的锻造厂在进行锻压工作时引起的。2009年年6月月27日早晨日早晨5时时30分左右，上海市闵行区一分左右，上海市闵行区一在建在建13层住宅楼整体倒塌，造成一名民工死亡。所幸此楼层住宅楼整体倒塌，造成一名民工死亡。所
5、幸此楼尚未竣工交付使用，未酿成更大的居民伤亡事故。尚未竣工交付使用，未酿成更大的居民伤亡事故。结构稳定性大小的度量结构稳定性大小的度量 一个结构，使其一个结构，使其失去失去原有平衡状态的力越大就说明这原有平衡状态的力越大就说明这个结构的稳定性越好，维持原有平衡状态的能力越强；反个结构的稳定性越好，维持原有平衡状态的能力越强；反之，则稳定性不好，维持原有平衡状态的能力越弱。之，则稳定性不好，维持原有平衡状态的能力越弱。二、影响结构稳定性的主要因素二、影响结构稳定性的主要因素思考1：如下两图为同一个拍摄支架，分析哪种结构更稳定？为什么？结论结论1 1：思考思考2 2：有如下两个纸杯平放在桌上，分析
6、哪个纸杯更稳定？为什么？有如下两个纸杯平放在桌上，分析哪个纸杯更稳定？为什么？马上行动马上行动1 1：有如下三个支架，分析哪种结构更稳定？为什么？将有如下三个支架，分析哪种结构更稳定？为什么？将 结论填入下表。结论填入下表。图图9图图10图图11结论结论2 2：结构底座的影响。（与地面接触所形成的支撑面越大，结构底座的影响。（与地面接触所形成的支撑面越大，结构的稳定性越好）结构的稳定性越好）马上行动1：请同学们根据自己的生活经验，比较图9、图10、图11等三个结构的稳定性大小。将结论填入下表。结构形状结构形状图图9结构结构图图10结构结构图图11结构结构稳定性稳定性比较比较 影响结构稳定性的主
7、要因素三影响结构稳定性的主要因素三结构的形状的影响。（相同的构件，相结构的形状的影响。（相同的构件，相对位置不同，结构的稳定性不同）对位置不同，结构的稳定性不同）结构的结构的重心位重心位置置结构与地面接结构与地面接触形成的支承触形成的支承面的大小面的大小结构的结构的形状形状小结小结其他因其他因素素马上行动2：如下三种静态结构图，分析它们受到的外力有哪些？不稳定的主要原因是什么？并填入下表。三、静态结构稳定性分析三、静态结构稳定性分析马上行动2：结结 构构受到的外力受到的外力不稳定的主要原因不稳定的主要原因广告牌广告牌落地灯落地灯水水 桶桶重力、风力重力、风力重心偏高、风过大重心偏高、风过大重力
8、、推力重力、推力底座不够重，支承面底座不够重，支承面不够大，重心偏高不够大，重心偏高重力、推力重力、推力支承面较小，重心偏高支承面较小，重心偏高课外探究课外探究静止结构保持稳定的需要什么条件？静止结构保持稳定的需要什么条件？四、运动结构的稳定性四、运动结构的稳定性 稳定性既然是指结构在外力作用下维持平衡状态的稳定性既然是指结构在外力作用下维持平衡状态的能力，而由物理学我们知道，平衡状态包含静止的平衡能力，而由物理学我们知道，平衡状态包含静止的平衡与运动的平衡两种状态。因此结构的稳定性除有静态稳与运动的平衡两种状态。因此结构的稳定性除有静态稳定性外还有动态稳定性。并且结构在运动状态下的稳定定性外
9、还有动态稳定性。并且结构在运动状态下的稳定性与静止时是性与静止时是不同不同的。的。陀螺 枪枪 膛膛 并不是不稳定的结构都是不好的结构，在有些领域，人并不是不稳定的结构都是不好的结构，在有些领域，人们利用不稳定的结构来实现某些功能。们利用不稳定的结构来实现某些功能。思考思考4：列举出生产和生活中有哪些利用不稳定结构的事例？列举出生产和生活中有哪些利用不稳定结构的事例？例如例如：地震仪、硬币竖放、多米诺骨牌、站在球体或圆柱体上：地震仪、硬币竖放、多米诺骨牌、站在球体或圆柱体上进行杂技平衡表演等。进行杂技平衡表演等。注意：注意：各组由组长分工，应有记录人员，操作人各组由组长分工，应有记录人员，操作人
10、员，观察人员等，试验完后填写手中的试验报告。员，观察人员等，试验完后填写手中的试验报告。试验报告要包含的基本内容为什么做这个试验？为什么做这个试验？怎样做这个试验？怎样做这个试验？得到什么结果？得到什么结果？从试验结果能得到什么结论？从试验结果能得到什么结论？一试验目的；二试验准备；三试验装置；一试验目的；二试验准备；三试验装置；四试验过程；五试验结果；六试验总结。四试验过程；五试验结果；六试验总结。试验报告试验报告一、试验目的：一、试验目的：探究结构的稳定性与结构形状的关系，并验证探究结构的稳定性与结构形状的关系，并验证“【马上行动一马上行动一】”的结论。的结论。二、试验准备：二、试验准备：
11、尺寸为尺寸为903020毫米的板毫米的板1块，直径为块，直径为2.5毫毫米、长度为米、长度为10毫米的铁杆毫米的铁杆1根（上端钻孔），直径为根（上端钻孔），直径为2毫米、长毫米、长度为度为85毫米的铁杆毫米的铁杆1根，吊篮根，吊篮1个，配重块若干。个，配重块若干。三、试验装置：三、试验装置：见图见图9、图、图10和图和图11。四、试验过程：四、试验过程：分别按图分别按图9、图、图10、图、图11装好试验装置后，按顺序分别给三装好试验装置后，按顺序分别给三个装置添加配重块，直到装置翻倒，记录翻倒时的配重块的数量个装置添加配重块，直到装置翻倒，记录翻倒时的配重块的数量（重量），填入下表（表三）试验
12、结果一栏内，对试验结果进行（重量），填入下表（表三）试验结果一栏内，对试验结果进行科学分析，把分析内容填入表三。科学分析，把分析内容填入表三。试验结论：试验结论：结构的形状不同，其稳定性不同。结构的形状不同，其稳定性不同。试验结果：试验结果：试验方试验方案案试验装置试验装置试验结果试验结果原因分析原因分析一一见图九见图九配重块加到配重块加到 块时翻倒块时翻倒 结构的形状不同，实际结构的形状不同，实际上引起了结构重心位置的改上引起了结构重心位置的改变，从而造成结构的稳定性变，从而造成结构的稳定性不同。图十装置不管配重块不同。图十装置不管配重块加到多少，其重心不会超出加到多少，其重心不会超出底板与
13、地面接触所构成的支底板与地面接触所构成的支承面内，因而理论上不会翻承面内，因而理论上不会翻倒倒 二二见图十见图十配重块加到配重块加到 块时翻倒块时翻倒三三见图十一见图十一配重块加到配重块加到 块时仍不翻块时仍不翻倒倒七、课堂总结七、课堂总结 这节课我们一起学习了结构稳定性的概念（结构在外力作用下维这节课我们一起学习了结构稳定性的概念（结构在外力作用下维持其原有平衡状态的能力），一起探究了影响简单结构稳定性的主要持其原有平衡状态的能力），一起探究了影响简单结构稳定性的主要因素（结构的重心位置、结构与地面接触形成的支承面积、结构的形因素（结构的重心位置、结构与地面接触形成的支承面积、结构的形状等）
14、，了解到运动结构与静止结构的稳定条件不同，生产和生活中状等），了解到运动结构与静止结构的稳定条件不同，生产和生活中可以利用结构的不稳定实现一些功能应用。做了一个小试验并学习了可以利用结构的不稳定实现一些功能应用。做了一个小试验并学习了试验报告的撰写。试验报告的撰写。通过这堂课的学习，若同学们能够自己提出问题，并自己设计试通过这堂课的学习，若同学们能够自己提出问题，并自己设计试验装置来进行探究和验证，写出试验报告，这堂课就达到了目的。验装置来进行探究和验证，写出试验报告，这堂课就达到了目的。1 1观察高层建筑用的塔吊，并思考：要保证和提高其稳定性，可观察高层建筑用的塔吊，并思考：要保证和提高其稳定性，可以采取哪些措施？以采取哪些措施？2 2按图十四所示装置进行试验，将竖杆长度分别更换成按图十四所示装置进行试验，将竖杆长度分别更换成1010厘米、厘米、4040厘米和厘米和7070厘米，探究结构的重心的高低与其稳定性的关系，试厘米，探究结构的重心的高低与其稳定性的关系，试写出试验报告。写出试验报告。能力拓展：能力拓展：已知底板重已知底板重量量G G1 1、横梁重量、横梁重量G G2 2和各部分和各部分尺寸（如图十四），求尺寸（如图十四），求图九、图十、图十一几种图九、图十、图十一几种情况下结构保持稳定的情况下结构保持稳定的临界重量临界重量G G。
