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课件网) 稳固结构的探析 哪个更危险? 请你思考 不倒翁为什么不会倒? 一、什么是结构的稳定性? 结构的稳定性是指结构在外力作用下维持其原有平衡状态的能力。 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。 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。 结构与稳定性 结构稳定性大小的度量 一个结构,使其失去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 探究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1: 结构重心位置的影响(重心低,结构稳定性更好)。 结构重心的位置高低影响结构稳定性的结论成立是有条件的,条件是:结构重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围内,落在底面范围内就是稳定的,反之就会不稳定。 探究2:有如下两个纸杯平放在桌上,分析哪个纸杯更稳定?为什么? 结论2: 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)。 A B C 探究3:在老师用20个麻将子按不同的方式垒出同样高的三堵墙,请同学们用所学的知识,试分析哪堵结构的墙最容易被推倒? 结构的稳定性与结构的形状有关。 结论3: 课外拓展:三角形和四边形那个结构最稳定? 影响结构稳定性的主要因素 影响结构稳定性 的三大因素 结构的重心位置 结构与地面接触形成的支撑面的大小 结构的形状 其他因素 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 结 构 受到的外力 不稳定的主要原因 广告牌 落地灯 水 桶 重力、风力 重心偏高、风过大 重力、推力 底座不够重,支承面不够大,重心偏高 重力、推力 支撑面较小,重心偏高 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定性外还有动态稳定性。并且结构在运动状态下的稳定性与静止时是不同的。 陀螺 枪膛 五、不稳定结构的应用 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。 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? 例如: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。 抗压强度、抗拉强度、抗弯强度…… 结构与强度 什么是结构的强度? 结构的强度:结构具有的抵抗被外力破坏的能力。 构件———组成一个较复杂结构的不同部分 应力———构件的单位截面上所产生的内力 σ=F/S 构件强度的衡量指标 结构强度与什么因素有关? 探究一:宽度厚度相同的纸条与钢条的抗弯或抗扭强度一样吗? 结论1:结构的强度与材料有关。 一字形 L形 U形 测量数值 在所有的构件梁中,一字形的强度是最弱的;U形梁的强度最大;L形梁的强度介于中间。 探究二:不同截面形状的构件做成的梁的抗弯强度是否一样? 单螺栓连接 双螺栓连接 支撑量 放很少的书本就把单螺栓连接的支架压垮,但几乎把现场的所有书本加上也不能把用双螺栓连接的支架压垮。 探究三:采用不同连接方式的构架的抗压强度对比。 不同形状的结构在生活中的应用 不同材料构成的结构,其强度各不相同。一座桥梁通常由多种材料制成,其结构也有多种方式,那么各个不同的构件是如何连接的呢? 结构的连接是指通过一定的连接物将构件组成整体结构。 结构的连接 连接方式 铰连接 刚连接 铰连接:被连接的构件在连接处不能相对移动 ... ...