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第二节 探究结构 第一单元 结构与设计 一、结构与稳定性 1、结构的稳定性 结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。 2.影响结构稳定性的主要因素 2.影响结构稳定性的主要因素 ⑴ 重心位置的高低 小试验:桌子的稳定性 两条腿的桌子 三条腿的桌子 四条腿的桌子 四条以上腿的桌子 一条腿带支持架的桌子 (2)结构与地面接触所形成的支撑面大小 重心与支撑面的稳定性关系 (3)结构的形状 马上行动 案例分析 马上行动 探究:运动中的稳定性 影响结构稳定性的主要因素 中心位置的高低 结构与地面接触所形成的支撑面的大小 结构的形状 *考虑人的个性化要求、美学因素和材料因素等 3.结构的稳定性利用 利用稳定的结构抵抗外力,承受负载 利用不稳定的结构实现某些特殊功能 二、结构与强度 1、结构的强度 ——结构具有的抵抗被外力破坏的能力。 2、影响结构强度的主要因素 (1)结构的材料 (2)结构的形状 小试验:结构的形状与强度的关系 试验目的:测试用不同截面形状的构件做成的悬梁的强度 试验准备: 试验过程: 试验总结:哪种截面形状的纸筒可以承受更大的力? (3)结构的连接方式 铰连接:被连接的构件在连接处不能相对移动,但能相对转动,具体有合页、松螺栓、松铆等,如折叠伞伞骨间的连接、门与门框的连接等。 刚连接:既不能相对移动,也不能相对转动,具体有榫接、胶接、焊接等,如固定铁床架、不可移动的桌腿与桌面的连接等。 马上行动 对一个用4根小木条钉成的相框,使它更牢固的做法是什么? 在自行车各部件之间的连接中三脚架属于______连接;刹车连杆之间属于______连接;辐条与钢圈之间属于_______连接。 比较教材图中的几种连接方式,哪种强度最大,哪种强度最小? 三、结构与功能 结构对事物的功能和作用产生着直接影响,结构的改变可能导致功能的变化 案例分析:自行车的结构与功能 探究 设计一辆适合雪天出行的自行车,它的结构应具有什么特征? 如果在你上学骑车经过的路上,桥和坡较多,你可以对你的自行车做哪些结构上的调整,以使得骑起来更轻便? * * 台风过后 观察以上三种车型,考虑它们能行驶的最高速度与其结构的关系,为什么会有这样的关系? 不倒翁不倒的秘密? 踩高跷时的难易程度 结论:结果的稳定性与结构与地面接触所形成的支撑面大小有关 模型小桌子试验 调节模型小桌子的三脚位置,计算其支撑面的大小变化,并试验其稳定性。 问题:从该试验中能得出什么结论? 结论:重心落在支撑面范围内时结果才能稳定,当中心落在支撑面中心时,结构最稳定。 稳定 不够稳定 1.分析A字形梯子稳定的原因 2.如果去掉拉杆将会怎么样? 分析摩托车停放时的稳定性 这是摩托车在高速行使才能出现的状态,从静止分析来看,显然是不稳定的,因此运动中结构的稳定性分析方法与静态是不同的。 请举出一些利用不稳定的结构实现某些特殊功能的事例。 组成结构的常见材料:塑料、木材、钢材。 问题:是不是钢材组成的结构的强度一定比塑料或木材大? 三角形是框架结构最基本的形状之一,它结实、稳定,所用材料最少。 焊接 松螺栓 松铆 * * *
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