1、第二節(jié) 穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析,樓脆脆：上海的一棟高樓整體倒覆，故得此稱號,被臺(tái)風(fēng)吹倒的廣告牌,貨裝多了 車“罷工”了,影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的因素有那些？,一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 二、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是指結(jié)構(gòu)在負(fù)載的作用下維持其原有的平衡狀態(tài)的能力。,結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與什么因素有關(guān)？,想一想：,影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素,因素一：重心位置,A.不倒翁為什么不倒？如果在它脖子上掛上一定數(shù)量的鐵環(huán)，它還會(huì)不倒嗎？,不倒翁的重心很低，就在它與地面的接觸點(diǎn)上，所以不倒，如果往它的脖子掛上鐵環(huán)，它的重心位置升高了，當(dāng)鐵環(huán)達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，不倒翁就不再是不倒翁了。 重心的高低影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。重心越低,穩(wěn)定性越好

2、;重心越高,穩(wěn)定性越差。,比薩斜塔為什么不倒塌？,想一想：,通過分析長方體重心的垂線位置與穩(wěn)定性示意圖，使我們知道：比薩斜塔不倒的原因是它的重心所在點(diǎn)的垂線落在塔的底面的范圍內(nèi)。當(dāng)塔傾斜到一定程度，重心的垂線不再落在塔的底面時(shí)，塔就會(huì)傾倒。,結(jié)構(gòu)重心的位置：結(jié)構(gòu)重心所在點(diǎn)的垂線是否落在結(jié)構(gòu)底面的范圍內(nèi)，落在就是穩(wěn)定的，沒有就是不穩(wěn)定的。,遼寧瑞州古塔，現(xiàn)存塔身高10米，塔身向東北方向傾斜12度，塔尖水平位移1.7米。該塔建成之后雖幾經(jīng)地震與洪水破壞，卻始終斜而不倒，堪稱奇跡。,小資料：中國的斜塔,蘇州的虎丘塔,虎丘塔高47.7米，比意大利比薩斜塔矮6米；塔尖偏離中心2.34米，是比薩塔的一半；

3、虎丘塔建于961年，比比薩塔早完工390年。因?yàn)榈鼗焕危?000噸的塔便傾向土堆的一邊。,影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素,因素二：支撐面積的大小,結(jié)構(gòu)的支撐面,結(jié)構(gòu)的接觸面：,提示：注意接觸面與支撐面的區(qū)分。,想一想：,為什么大壩的橫截面總是建成梯形的？,B：為什么大壩的橫截面總是建成梯形？,大壩需要承受很大的力的作用，如自身的重力，水的沖擊力、壓力等等，要起到防洪的作用，大壩必須要求非常穩(wěn)固。大壩建成梯形，增大了與地面接觸所形成的支撐面，支撐面越大越堅(jiān)實(shí)，穩(wěn)定性就越好。,為什么許多課桌椅的支撐腳要做成往外傾斜？,想一想：,影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素,因素三：結(jié)構(gòu)的形狀,A字形梯為什么載人時(shí)能夠保持穩(wěn)定？

4、 如果沒有梯子中間的拉桿將會(huì)怎么樣？,想一想：,3、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與它的幾何形狀有關(guān)。,一般情況下，梯子打開的時(shí)候，梯面與地面組成三角形，梯子本身就能站得穩(wěn)。當(dāng)連接兩個(gè)梯面的橫桿拉直時(shí)，兩個(gè)梯面的上半部分就與橫桿構(gòu)成了穩(wěn)定的三角形，這就進(jìn)一步加強(qiáng)了梯子的穩(wěn)定性，保證梯子能承受人體的壓力。如果沒有梯子中間的拉桿，載人時(shí)就不能保持穩(wěn)定。,想一想：,照相機(jī)的支撐架為什么常使用三腳架而不用其他形狀？,因?yàn)槿侵Ъ芘c地面有三個(gè)接觸點(diǎn)，形成的三角形結(jié)構(gòu)使照相機(jī)的支撐架更容易穩(wěn)定。,影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素：,結(jié)論,重心位置 結(jié)構(gòu)形狀 支撐面積,學(xué)以致用：,單腳支撐的自行車放穩(wěn)的原因分析,1. 自行車騎起來時(shí)，只

5、有兩個(gè)支撐點(diǎn)，為什么不會(huì)倒下呢？,探究,在靜止情況下，自行車本身不能自我平衡，需要加一支撐腳。當(dāng)由騎車人和自行車構(gòu)成一個(gè) 系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)起來之后，騎車人為系統(tǒng)注入動(dòng)力，從而在自行車前進(jìn)的時(shí)候，通過人的不斷調(diào)節(jié)，自行車和騎車人與地面垂直，使自行車的重心落在車輪與地面接觸的面積內(nèi)。因此，在沒有明顯的外力干涉時(shí)，這一動(dòng)態(tài)系統(tǒng)能夠表現(xiàn)出一種穩(wěn)定。,(2) P023頁第1題,練習(xí):,(1)在擁擠的公共汽車上已沒有座位，你必須站著，而扶手你讓給了旁邊的老人，你在公共汽車上要如何才能保持自己的沒摔倒？,人的身體的穩(wěn)定性取決于支撐面的大小和人體姿勢重心的高低，在一定范圍內(nèi)，兩腳分得越開，則重心越低，支撐面變大

6、，越穩(wěn)定！,要提高這種籃球架的穩(wěn)定性可以怎么做？,在籃球底座上加些比較重的石板之類的重物。是為了使籃球架的重心向后偏移，重心所在點(diǎn)的垂線落在結(jié)構(gòu)底面的范圍內(nèi)，達(dá)到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基本條件。,還有什么方法嗎？,可以增大底座與地面的接觸面，這樣也可以使重心所在點(diǎn)的垂線落在結(jié)構(gòu)底面的范圍內(nèi)。,結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，一方面人們利用穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)抵抗外力、承受負(fù)載，另一方面又利用不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)某些功能。,拓展：不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)應(yīng)用,不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)應(yīng)用：,.倒置的啤酒瓶可以預(yù)報(bào)地震。,.在打水的桶口邊掛一重物，在水面時(shí)能自動(dòng)翻倒打水。,bye,生活中有這樣的情況，人坐在一只小板凳上，用力搖幾下，板凳就

7、壞了，人也摔倒在地上。人踩在窗戶的防盜網(wǎng)上擦玻璃，防盜網(wǎng)合金條的焊接處斷裂，險(xiǎn)些釀成大禍。,根據(jù)你的理解，結(jié)合教材，上述情況是什么原因造成的？,那我們?nèi)绾蝸碓u價(jià)這條板凳、這個(gè)防盜網(wǎng)呢?我們就要用到我們下節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容： 結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。,結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是指結(jié)構(gòu)具有的抵抗破壞的能力。,二、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與什么因素有關(guān)？,想一想：,結(jié)構(gòu)的形狀、結(jié)構(gòu)的材料與連接,2.1 結(jié)構(gòu)的形狀,空調(diào)架,金剛石及其內(nèi)部結(jié)構(gòu),2.1 結(jié)構(gòu)的形狀,相同材料，相同截面積，不同截面形狀的構(gòu)件強(qiáng)度不同。,2.2、強(qiáng)度與材料,結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與材料有關(guān),VS,紙杯,鋼杯,結(jié)構(gòu)的連接是指通過一定的連接物將構(gòu)件組成整體結(jié)構(gòu)。,2.3

8、結(jié)構(gòu)的連接,結(jié)構(gòu)構(gòu)建的連接通常有以下兩類： 鉸連接 剛連接,2.3 結(jié)構(gòu)的連接,鉸連接：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對移動(dòng)，但可以相對轉(zhuǎn)動(dòng)，具體有松螺栓、松鉚等。,2.3 結(jié)構(gòu)的連接,剛連接：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對移動(dòng)，也不能相對轉(zhuǎn)動(dòng)，具體有榫接、膠接、焊接等。,2.3 結(jié)構(gòu)的連接,膠接,榫接,三、結(jié)構(gòu)與功能,結(jié)構(gòu)對事物的功能和作用產(chǎn)生著直接的影響，結(jié)構(gòu)的改變可能導(dǎo)致功能的改變,多功能起子,3 結(jié)構(gòu)與功能,結(jié)構(gòu)不僅是事物存在的一種形式，而且對事物的功能和作用產(chǎn)生著直接影響。結(jié)構(gòu)的變化可能導(dǎo)致功能的變化。,一種人力驅(qū)動(dòng)的冰上自行車，有車架、踏板曲柄、鏈輪、前轉(zhuǎn)向軸及后軸。其特點(diǎn)是在前轉(zhuǎn)向軸的一端處裝有一只前冰刀，在后軸的兩端對稱地剛性聯(lián)接兩個(gè)傾斜的盤狀冰刀，從而形成