高中通用技术必修2 第一单元结构及其设计二稳固结构的探析任务一探析结构稳定性

有些结构存在倒与不倒的问题.
有些物体的结构没有倒与不倒
的问题.
如:球, 雨伞等
生活中哪些结构是因为重心 较低而保持稳定的？
仔细观察它们有何特点?
结论二:
底座大小（结构与地面所形 成的支撑面）影响结构的稳定性。
支撑面越大，稳定性越好 支撑面越小，稳定性越差
注意:并不是所有的物体结构,支撑面 越大,稳定性就越好.其实底面大小不 是主要的,重要的是,重心在底面上的 射影与底面边界的最短距离的大小.如 一个物体的底面为5mmX100mm的 矩形,另一个物体的底面为 10mmX10mm的正方形,且它们的重 心在底面上的垂线均在底面中心,且高 度相同.虽然前者底面面积大,但稳定 性差.
这种看似不合理的结构,实际上恰恰反 映了我国古代劳动人民的聪明智慧.你 们还能发现生活中的相关例子吗?
重心点的垂 线位置，落 在结构底面 的范围内
对于一个结构而言，如果重心所在点的垂线落 在结构地面的范围内，就是稳定的，不会出现 倾倒。
重心点的垂 线位置，落 在结构底面 的范围内
比萨斜塔(CAMPANILE DI PISA)是世界建筑史上的一大奇迹。由于塔身压 力过重和地质松软，南面的地基比北面约低２米。在施工期间塔身既出现 轻微倾斜，随着工程的进度，倾斜度不断增加。到塔身建到第三层时，可 明显看出倾斜，曾一度停工。一百多年以后，经工程师托马索·皮萨诺精心 测量和计算，证明比萨斜塔虽倾斜，但不会倒塌，使工程继续按原设计继 续施工，直到竣工。
三角形结构使支架更容 易稳定
【问题探讨】
古人制作的陶鬲(li 与立同音)为什么采 取三只脚的形制而不 是四只脚？
野外地不平，陶鬲如果 制成四只脚，往往只能 三只脚着地，这样，它 的重心易偏移出支撑面 ，稳定性也就差了 。

会考题精炼： 请从pad上独立完成测试题
1、海南岛动部的铜鼓岭上有一块风都能吹动的巨 石，人称“风动石”。但是，千百年来，任凭风吹 雨打和人推，巨石始终稳踞在铜鼓岭上。这个现象 说明（ A ）
A、巨石是稳定的 B、巨石是不稳定的 C、巨石处于临界稳定 D、巨石是否稳定不能判定
2、家用落地风扇的底座一般做得比较重，这是为 了（ B ）
A、增加风扇的强度 B、增加电风扇的稳定性 C、安装电线的需要 D、更加美观
3、在日常生活中，你所见到的以下哪一个结构不 是利用结构的不稳定性实现某些功能的（ C ）
A、游乐设施的跷跷板功能结构； B、房间门口的活页功能结构； C、学校运动场的篮球架结构； D、圆珠笔的笔嘴结构。
请利用框架结构模型搭建简单结构，利用钩码 测试其稳定性并做好实验记录。 1、2组 搭建篮球架模型 3、4组 搭建A字型梯 5、6组 自主创建结构模型
A
B
苏教版《技术与设计2》 第一章 结构与设计
稳固结构的探析 ——结构与稳定性
ห้องสมุดไป่ตู้
• 微课自学：
• 请同学们利用微课进行自学，完成学案上 【知识 梳理】部分内容。
• 1、结构的稳定性定义：
结构在荷载的作用下维持其原有平衡状态的能力。
荷载：使结构或构件产生内力和变形的外力及其它因素。
• 2、静态结构稳定的基本条件
重心所在点的垂线落在底面支撑范围内。
3、影响结构稳定性的基本因素有哪些？
重心位置的高低 结构与地面接触所形成的支撑面的大小 结构的形状
影响结构稳定性的主要因素之一： 重心位置的高低
【结论一】重心越低，结构越稳定。
影响结构稳定性的主要因素之二： 结构与地面接触所形成的支撑面的大小

稳固结构的探析探析结构稳定性【学科核心素养】【课标内容要求】通过技术体验或技术探究分析影响结构稳定性的因素，帮助学生领悟技术原理的丰富内涵和广泛应用，提高运用技术原理分析和解决实际技术问题的能力，能够理解影响结构稳定的主要因素，并能够分析实际问题。

【学业要求】【学情分析】学生通过第一节“常见结构的认识”的学习，对结构的概念、结构的受力以及结构的一般分类有了初步的认识，且具备相应的力学知识，会对事物进行一般性分析，观察能力和思维能力日趋成熟，学生对哪些因素影响结构的稳定性有探究的欲望，只要引导方法得当，学生可以很快的建立起相关的概念。

【教材分析】本节是《技术与设计2》第一章第二节《稳固结构的探析》的第一部分内容：“探析结构稳定性"。

本章的总体设计思路是：认识结构→探析结构→设计结构→欣赏结构。

“结构”和“设计”共同构成本单元两个核心概念，结构体现了“空间”的概念，本课是在结构认识的基础上作进一步深入的学习，而结构的稳定性则是结构设计中需要考虑的重要因素之一，可使学生对结构有一个更深入的认识与巩固，为后续结构的设计等教学奠定良好的基础。

本节主要探讨结构的稳定性的概念，以及影响结构稳定性的因素。

在上节课的基础上探讨结构受到外力时，其稳定状态是否会改变，会如何改变，如何才能保证结构在受到外力时能保持平衡，是本节课的主要内容。

教材通过马上行动、案例分析、探究、小试验及阅读等手段引导学生理解结构的稳定性、探究影响结构稳定性的主要因素，这样不仅可以使学生对结构的基本概念有更深的认识，而且也为以后结构的强度、结构的设计等奠定了良好基础。

【教学目标】了解什么是结构的稳定状态；理解影响结构的稳定性有三个主要因素；能够对简单结构设计进行正确分析，对稳定不合理结构提出改进意见。

参与简单的技术试验过程，能用简单的方法进行技术试验；观察不同的结构，通过探究、试验、讨论、分析等方法学会分析实际问题；能对常见的结构进行分析，并动手改造和革新事物的结构，对结构提出合理化的设计。

因素1：重心的高低
结构重心的位置影响着结构的稳定性，重心越低，结构越稳定。
影响结构稳定性的因素
因素1：重心的高低
独脚茶几采用什么方式来保持稳定？
➢ 茶几的高度设计比较低；
➢ 底座采用比较重的材料；
➢ 台面采用比底座轻的材料。
降低重心，提高稳定性。
影响结构稳定性的因素
日常生活中有哪些设计通过改变产品的重心位置来增加稳定性呢？
稳固结构的探析
任务一：探析结构的稳定性
任务二：探析结构的强度
走入情境
思考：
大风天气，为什么有些自行车
会被风吹倒，有些自行车却能立得
稳稳的？
结构的稳定性
结构的稳定性是指结构在荷载的
作用下维持其原有平衡状态的能力。
这是结构的重要性质之一！
结构的稳定性
不倒翁的稳定性如何？
它为什么能“不倒”呢？
影响结构稳定性的因素
刚连接：被连接的构件在连接处既不能相对移动，也不能相对转动。
牛刀小试
下面哪些描述是关于材料强度的？
A.
√
B.
√
广告牌的架子被大风吹断
塑料椅子被坐塌了
C. 茶杯被碰翻倒
D. 小李骑自行车摔倒了
E.
√
桥梁被洪水冲垮了
牛刀小试
为什么拔河比赛的绳子都是多
股扭绞在一起的？
答案：增大横截面积，减小应力，
防止断裂。
对于一个处于静止状态的结构而言，如果重心的垂足落在结构
的支撑面内，就是稳定的，不会倾倒。
影响结构稳定性的因素
照相机、摄像机为什么用三角架支撑而
不用四角架？五角架……？
屏风隔断为什么通常都摆成Z字型，
而不摆成一字型？