什么是結構PPT學習教案

1、會計學1 什么是結構什么是結構 在日常生在日常生 活中，我活中，我 們時常會們時常會 看到翻到看到翻到 在地的物在地的物 體。是什體。是什 么原因出么原因出 現(xiàn)了圖上現(xiàn)了圖上 所示的現(xiàn)所示的現(xiàn) 象？象？ 第1頁/共61頁 第2頁/共61頁 第3頁/共61頁 結構的穩(wěn)定性與什么因素有關？結構的穩(wěn)定性與什么因素有關？ 想一想：想一想： 第4頁/共61頁 填表說明下表中的物體有可能因受哪些力的作填表說明下表中的物體有可能因受哪些力的作 用而出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，并根據(jù)你的生活經驗，簡用而出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，并根據(jù)你的生活經驗，簡 要說明原因。要說明原因。 馬上行動（馬上行動（P012） 物體物體受到的外力受到

2、的外力不穩(wěn)定的主要因素不穩(wěn)定的主要因素 廣告牌廣告牌 落地燈落地燈 底小口大的底小口大的 空竹簍空竹簍 重力、風力重力、風力 底座小、重心高、受底座小、重心高、受 風面積大風面積大 重力、撞擊力重力、撞擊力 底座小、重心高底座小、重心高 重力、撞擊力重力、撞擊力 底座小、重心高底座小、重心高 第5頁/共61頁 （一）影響結構穩(wěn)定性的主要因素：（一）影響結構穩(wěn)定性的主要因素： 實驗探究實驗探究1 ： 拿一本書，讓它直立在桌面上，它馬上傾倒了拿一本書，讓它直立在桌面上，它馬上傾倒了 ，顯然，其穩(wěn)定性不好。同樣的一本書，把它，顯然，其穩(wěn)定性不好。同樣的一本書，把它 的下端各書頁展開一定的角度，仍舊將

3、它直立的下端各書頁展開一定的角度，仍舊將它直立 在桌面上，它就能很好的挺立住。在桌面上，它就能很好的挺立住。 因素一：支撐面積的大小因素一：支撐面積的大小 1.1.穩(wěn)定性與支撐面積的大小有關穩(wěn)定性與支撐面積的大小有關 支撐面越大越穩(wěn)定，越小越不穩(wěn)定。支撐面越大越穩(wěn)定，越小越不穩(wěn)定。 第6頁/共61頁 A.落地電落地電 風扇或者風扇或者 賓館里的賓館里的 落地燈，落地燈， 它們都有它們都有 一個比較一個比較 大的底座大的底座 。 結構的底座，結構與地面接觸所形成的支撐面結構的底座，結構與地面接觸所形成的支撐面 大大, ,穩(wěn)定穩(wěn)定 。 第7頁/共61頁 B：為什么大壩的橫截面總是建成梯形？：為什么

4、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，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，支撐面越大越堅實觸所形成的支撐面，支撐面越大越堅實 ，穩(wěn)定性就越好。，穩(wěn)定性就越好。 第8頁/共61頁 C.為什么許多課桌椅的支撐腳要做成往為什么許多課桌椅的支撐腳要做成往 外傾斜？外傾斜？ 這是為了進一步增大與地面接觸所這是為了進一步增大與地面接觸所 形成的支撐面積，增加穩(wěn)定性。

5、形成的支撐面積，增加穩(wěn)定性。 注意：注意： 支撐面支撐面接觸面。接觸面。 接觸面接觸面:是物體與地面接觸形成的面。 支撐面支撐面:是物體與地面接觸形成支撐點 的連線與地面構成的面。 第9頁/共61頁 接觸面 支撐面 第10頁/共61頁 實驗探究實驗探究2：落地扇為什么不易傾倒？：落地扇為什么不易傾倒？ 落地扇的底座采用較重的材料，風扇比底落地扇的底座采用較重的材料，風扇比底 座輕很多，使落地扇的重心降低。座輕很多，使落地扇的重心降低。 第11頁/共61頁 第12頁/共61頁 2結構的穩(wěn)定性與重心位置有關。結構的穩(wěn)定性與重心位置有關。 物體重心越低，越穩(wěn)定。物體重心越低，越穩(wěn)定。 因素二：重心位

6、置因素二：重心位置 A.不倒翁為什么不倒不倒翁為什么不倒 ？如果在它脖子上掛？如果在它脖子上掛 上一定數(shù)量的鐵環(huán)，上一定數(shù)量的鐵環(huán)， 它還會不倒嗎？它還會不倒嗎？ 第13頁/共61頁 不倒翁的重心很低，就在它與地面 的接觸點上，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 鐵環(huán)達到一定數(shù)量時，不倒翁就不在是 不倒翁了。重心的高低影響結構的穩(wěn)定 性。重心越低,穩(wěn)定性越好;重心越高,穩(wěn) 定性越差。 第14頁/共61頁 B.以前的農作物個子高，遭遇暴風驟雨以前的農作物個子高，遭遇暴風驟雨 容易傾覆，造成減產；現(xiàn)在的農作物普容易傾覆，造成減產；現(xiàn)在的農作物普 遍個子矮。就是利用了重心低結

7、構穩(wěn)定遍個子矮。就是利用了重心低結構穩(wěn)定 的原理。的原理。 C. 比薩斜塔為什么不倒塌？比薩斜塔為什么不倒塌？ 15901590年，意大利的偉大科學家伽俐略，曾在斜塔的頂層做年，意大利的偉大科學家伽俐略，曾在斜塔的頂層做 過自由落體運動的實驗，讓兩個重量相差過自由落體運動的實驗，讓兩個重量相差1010倍的鐵球，同倍的鐵球，同 時從塔頂落下，結果，兩球同時著地，一舉推翻了束縛人時從塔頂落下，結果，兩球同時著地，一舉推翻了束縛人 們思想近們思想近20002000年的希臘著名學者亞里士多德關于重量不同年的希臘著名學者亞里士多德關于重量不同 的物體其下落的速度也不相同的的物體其下落的速度也不相同的“物

8、體下落速度與重量成物體下落速度與重量成 正比正比”的理論。伽俐略開創(chuàng)了實驗物理的新時代，被人們的理論。伽俐略開創(chuàng)了實驗物理的新時代，被人們 稱為稱為“近代科學之父近代科學之父”，而他用來做實驗的斜塔也因而更，而他用來做實驗的斜塔也因而更 加遐邇聞名。加遐邇聞名。 第15頁/共61頁 它從1174年始建，1350年竣工， 經歷了176年。但由于塔身過重，地 質松軟，因此塔身仍以每年125毫 米的速度向南傾斜。到1999年1月， 塔頂比中軸線偏斜已達48米。意大 利當局為了拯救斜塔，已向全世界廣 泛征求保護方案，同時在塔的北側加 壓了830噸的鉛塊，并在塔身的三分 之一處加了一圈銅纜，向北牽拉固定

9、 。不過斜有斜的好處，每天為“斜” 而來的參觀者多達10余萬人，扔下大 把大把的銀子。如果它是一座正塔， 比薩就不會有今天的風光，也就不會 有這么多便宜可占了。 第16頁/共61頁 通過分析長方體重心的垂線位置與穩(wěn)定性示意通過分析長方體重心的垂線位置與穩(wěn)定性示意 圖，使學生容易理解，比薩斜塔不倒的原因是它圖，使學生容易理解，比薩斜塔不倒的原因是它 的重心所在點的垂線落在塔的底面的范圍內。當?shù)闹匦乃邳c的垂線落在塔的底面的范圍內。當 塔傾斜到一定程度，重心的垂線不再落在塔的底塔傾斜到一定程度，重心的垂線不再落在塔的底 面時，塔就會傾倒。面時，塔就會傾倒。 結構重心的結構重心的 位置：位置：結構結

10、構 重心所在點的重心所在點的 垂線是否落在垂線是否落在 結構底面的范結構底面的范 圍內，落在就圍內，落在就 是穩(wěn)定的，沒是穩(wěn)定的，沒 有就是不穩(wěn)定有就是不穩(wěn)定 的。的。 第17頁/共61頁 一摞書，整齊放置時的穩(wěn)如泰山；另一摞書，整齊放置時的穩(wěn)如泰山；另 一種放法一種放法,每本都往一邊慢慢往外放置，到每本都往一邊慢慢往外放置，到 一定程度時一摞書就全倒了。一定程度時一摞書就全倒了。 小實驗小實驗 第18頁/共61頁 遼寧瑞州古塔，遼寧瑞州古塔， 現(xiàn)存塔身高現(xiàn)存塔身高10米，塔米，塔 身向東北方向傾斜身向東北方向傾斜12 度，塔尖水平位移度，塔尖水平位移1.7 米。該塔建成之后雖米。該塔建成之后

11、雖 幾經地震與洪水破壞幾經地震與洪水破壞 ，卻始終斜而不倒，卻始終斜而不倒， 堪稱奇跡?？胺Q奇跡。 小資料：中國的斜塔小資料：中國的斜塔 第19頁/共61頁 蘇州的虎丘塔蘇州的虎丘塔 虎丘塔高虎丘塔高47.747.7米，比米，比 意大利比薩斜塔矮意大利比薩斜塔矮6 6 米；塔尖偏離中心米；塔尖偏離中心 2.342.34米，是比薩塔的米，是比薩塔的 一半；虎丘塔建于一半；虎丘塔建于 961961年，比比薩塔早年，比比薩塔早 完工完工390390年。因為地年。因為地 基不牢，重基不牢，重60006000噸的噸的 塔便傾向土堆的一邊塔便傾向土堆的一邊 。 第20頁/共61頁 3 3、結構的穩(wěn)定性與它

12、的幾何形狀有關。、結構的穩(wěn)定性與它的幾何形狀有關。 A、A字形梯為什么載人時 能夠保持穩(wěn)定？如果沒有 梯子中間的拉桿將會怎么 樣？ 一般情況下，梯子打開的時 候，梯面與地面組成三角形，梯 子本身就能站得穩(wěn)。當連接兩個 梯面的橫桿拉直時，兩個梯面的 上半部分就與橫桿構成了穩(wěn)定的 三角形，這就進一步加強了梯子 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，載人時就不能保持穩(wěn)定。 第21頁/共61頁 因為三角支架與地因為三角支架與地 面有三個接觸點，形成面有三個接觸點，形成 的三角形結構使照相機的三角形結構使照相機 的支撐架更容易穩(wěn)定的支撐架更容易穩(wěn)定。 B B、照相機的支撐架為什

13、么常使用三腳架而不用其他形、照相機的支撐架為什么常使用三腳架而不用其他形 狀？狀？ 因素三： 結構的穩(wěn)定性與它的幾 何形狀有關。 第22頁/共61頁 建筑中廣泛運用了三角形的穩(wěn)定性。房建筑中廣泛運用了三角形的穩(wěn)定性。房 子、橋梁的桁架大多都是由多個三角形構成子、橋梁的桁架大多都是由多個三角形構成 的；鋼架結構的十字梁同樣是運用這一原理的；鋼架結構的十字梁同樣是運用這一原理 ，在四邊形的框架中用兩條桿件作對角線，在四邊形的框架中用兩條桿件作對角線， 形成多個三角形，既節(jié)省了材料，減輕了結形成多個三角形，既節(jié)省了材料，減輕了結 構的質量，又有效地加強了結構的強度和穩(wěn)構的質量，又有效地加強了結構的強

14、度和穩(wěn) 定性。十字鋼梁也是建筑中常用的構件，如定性。十字鋼梁也是建筑中常用的構件，如 在高壓輸電的鐵塔、懸索橋的塔架，以及摩在高壓輸電的鐵塔、懸索橋的塔架，以及摩 天大樓鋼架結構中都被普遍地采用。天大樓鋼架結構中都被普遍地采用。 補充（三角形穩(wěn)定性的應用）：補充（三角形穩(wěn)定性的應用）： 第23頁/共61頁 靜止狀態(tài)的單車如何保持穩(wěn)定（課本：靜止狀態(tài)的單車如何保持穩(wěn)定（課本：P14） 案例分析案例分析： （1）雙腿支撐 （2）單腿支撐 第24頁/共61頁 1.1.調整單腳支撐位置，研究何時最易倒下，何時最平衡調整單腳支撐位置，研究何時最易倒下，何時最平衡 ？自行車騎起來時，只有兩個支撐點，為什么

15、不會倒下？自行車騎起來時，只有兩個支撐點，為什么不會倒下 呢？呢？ 探究探究 注意：自行車的支撐架與地面的夾角不能太小，否則， 自行車的自身重力集中在支撐架上，同樣容易失去平衡 。 在靜止情況下，自行車本身不能自我平衡，需要加在靜止情況下，自行車本身不能自我平衡，需要加 一支撐腳。當由騎車人和自行車構成一個一支撐腳。當由騎車人和自行車構成一個 系統(tǒng)時，系統(tǒng)系統(tǒng)時，系統(tǒng) 動起來之后，騎車人為系統(tǒng)注入動力，從而在自行車前動起來之后，騎車人為系統(tǒng)注入動力，從而在自行車前 進的時候，通過人的不斷調節(jié)，自行車和騎車人與地面進的時候，通過人的不斷調節(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

16、面接觸的面積內。垂直，使自行車的重心落在車輪與地面接觸的面積內。 因此，在沒有明顯的外力干涉時，這一動態(tài)系統(tǒng)能夠表因此，在沒有明顯的外力干涉時，這一動態(tài)系統(tǒng)能夠表 現(xiàn)出一種穩(wěn)定?，F(xiàn)出一種穩(wěn)定。 第25頁/共61頁 2.走鋼絲的人為什么要拿一條長棒？ 3.靜止狀態(tài)下陀螺會傾倒，而當它高速旋轉時卻靜止狀態(tài)下陀螺會傾倒，而當它高速旋轉時卻 可以立起來？可以立起來？ 第26頁/共61頁 這個謎，直到本世紀八十年代初才解開。一位美國 的物理系研究生，通過電腦進行復雜的運算，終于從 理論上解決了。問題就出在旋轉速度和摩擦上了。陀 螺在旋轉起來時，支持點周圍也不免與支持面（桌面 ）產生摩擦，而這種旋轉的物體

17、總是使運動趨向于摩 擦更小的狀態(tài)。當陀螺搖搖晃晃地立起來，終于使一 個尖端著地時，就逐漸達到了支持點面積最小，穩(wěn)定 旋轉的狀態(tài)，水平的能量轉化成為繞對稱軸旋轉的動 作。當然，由于摩擦，它的轉速又會慢慢減小。然后 開始搖晃，最后，倒下來，因為這時它要趨向重心更 低，更穩(wěn)定的狀態(tài)。 第27頁/共61頁 陀螺效應：陀螺效應：凡是高速旋轉的物體，都有 一種使轉動軸保持不變的能力，這種能力 使得陀螺即使在不平的支持面上轉動也不 會倒下。所以一旦自行車運動起來后，轉 動的車輪也具備這種能力，這種能力使得 自行車即使發(fā)生了傾斜，也能自動地把自 行車調整過來，這就是自行車不倒的原因 。 第28頁/共61頁 馬

18、上行動：摩托車的支撐架（課本：馬上行動：摩托車的支撐架（課本：P14） 運動狀態(tài)下與靜止狀態(tài)下物體的 穩(wěn)定條件有所不同。結構的穩(wěn)定性在 日常生活中有著廣泛的應用，一方面 人們利用穩(wěn)定的結構抵抗外力、承受 負載，另一方面又利用不穩(wěn)定的結構 實現(xiàn)某些功能。 第29頁/共61頁 不穩(wěn)定的結構應用：不穩(wěn)定的結構應用： .倒置的啤酒瓶可以預報地震 。 .在打水的桶口邊掛 一重物，在水面時能自 動翻倒打水。 第30頁/共61頁 (3) 在我國四川的廣漢三星堆出土的器具有許多都是尖底的在我國四川的廣漢三星堆出土的器具有許多都是尖底的 。怎么擺放才穩(wěn)定呢？。怎么擺放才穩(wěn)定呢？ (4) P023頁第頁第1 題題

19、 練習練習: : (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？倒？ (2)貨物應盡量放在船艙里還是甲板上？為什么？貨物應盡量放在船艙里還是甲板上？為什么？ 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，兩腳分得越開，則重心越低，支撐面變低，在一定范圍內，兩腳分得越開，則重心越低，支撐面變 大，越穩(wěn)定！大，越穩(wěn)定！ 第31頁/共61頁 要提

20、高這種籃球架的穩(wěn)定性可以怎么做？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，重心所在點的垂線落為了使籃球架的重心向后偏移，重心所在點的垂線落 在結構底面的范圍內，達到結構穩(wěn)定的基本條件。在結構底面的范圍內，達到結構穩(wěn)定的基本條件。 還有什么方法嗎？還有什么方法嗎？ 可以增大底座與地面的接觸可以增大底座與地面的接觸 面，這樣也可以使重心所在面，這樣也可以使重心所在 點的垂線落在結構底面的范點的垂線落在結構底面的范 圍內。圍內。? 但我們在日常生活中沒有發(fā)現(xiàn)這樣做的，為什么呢？但我們在日常生

21、活中沒有發(fā)現(xiàn)這樣做的，為什么呢？ 第32頁/共61頁 生活中有這樣的情況，人坐在一只小板凳上，用生活中有這樣的情況，人坐在一只小板凳上，用 力搖幾下，板凳就壞了，人也摔倒在地上。人踩在力搖幾下，板凳就壞了，人也摔倒在地上。人踩在 窗戶的防盜網上擦玻璃，防盜網合金條的焊接處斷窗戶的防盜網上擦玻璃，防盜網合金條的焊接處斷 裂，險些釀成大禍。裂，險些釀成大禍。 根據(jù)你的理解，結合教材，上述情況是什么原因造成的？根據(jù)你的理解，結合教材，上述情況是什么原因造成的？ 那我們如何來評價這條板凳、這個防盜網呢那我們如何來評價這條板凳、這個防盜網呢? ? 我們就要用到我們今天學習的內容：強度。我們就要用到我們今

22、天學習的內容：強度。 第33頁/共61頁 （二）結構的強度（二）結構的強度 這條板凳、這個防盜網的強度是怎樣的，也就是指 它受到外力作用的情況下，它不被外力破壞的能力 如何。 結構具有的抵抗被外力破壞的能力。結構具有的抵抗被外力破壞的能力。 所以說結構的強度是指結構的強度是指： 第34頁/共61頁 我們知道穩(wěn)定性是研究物體的保持平衡 狀態(tài)的能力，強度是研究不被外力破壞的 能力。例如我們剛才舉的椅子的例子，椅 子能夠承受人的重力這是一個強度問題， 那么椅子會不會左右晃動，搖擺，那就是 一個穩(wěn)定性問題了。 強度與穩(wěn)定性的聯(lián)系與區(qū)別：強度與穩(wěn)定性的聯(lián)系與區(qū)別： 第35頁/共61頁 應力和強度的關系：

23、應力和強度的關系： 這只是我們一個籠統(tǒng)的說法，我 們如何來衡量一件東西的強度呢。那 就要用到我們以前學習的應力的知識 。 第36頁/共61頁 根據(jù)你的生活經驗填寫下表：根據(jù)你的生活經驗填寫下表：馬上行動：馬上行動： 事件事件結果結果原因原因 分別在一根竹竿 和一根同樣尺寸 的脆性塑料桿上 不斷加掛相同質 量的重物 沿著垂直于重心 線的方向撞擊一 根完整的鋼管與 用同樣的方法撞 擊一根中間有焊 接縫的鋼管 竹竿比脆性塑竹竿比脆性塑 料桿能掛更多料桿能掛更多 的重物而不會的重物而不會 斷裂斷裂 不同材料的抗不同材料的抗 拉性能不同拉性能不同 中間有焊接縫中間有焊接縫 的鋼管受到撞的鋼管受到撞 擊時

24、容易損壞擊時容易損壞 因為有連接點因為有連接點 第37頁/共61頁 1.影響結構強度的主要因素影響結構強度的主要因素 完成課本完成課本P17頁案例頁案例 吊蘭支撐使用的三角形支吊蘭支撐使用的三角形支 架結構，而不使用由一根直桿架結構，而不使用由一根直桿 挑起的結構。從材料方面考慮挑起的結構。從材料方面考慮 ，吊蘭的三角形支架使用的是，吊蘭的三角形支架使用的是 鋼管而不是木條或塑料，鋼管鋼管而不是木條或塑料，鋼管 抗拉力性能好。從連接方式考抗拉力性能好。從連接方式考 慮，吊蘭的三角形支架的構件慮，吊蘭的三角形支架的構件 是焊接而不是捆縛，這種連接是焊接而不是捆縛，這種連接 方式更牢固。方式更牢固

25、。 第38頁/共61頁 1) 影響結構強度的幾個主要因素影響結構強度的幾個主要因素 結構的形狀結構的形狀 使用的材料使用的材料 構件之間的連接方式構件之間的連接方式 結構外部形狀結構外部形狀 結構的構件截面形狀結構的構件截面形狀 鉸連接鉸連接 剛連接剛連接 p22 第39頁/共61頁 (1)結構的形狀結構的形狀: A.不同橫截面形狀的構件所能承受力的程度是不一不同橫截面形狀的構件所能承受力的程度是不一 樣的。樣的。 注意：注意： 結構對強度的影響有兩點，一是結構的外部形狀，結構對強度的影響有兩點，一是結構的外部形狀， 二是結構的構件截面形狀。二是結構的構件截面形狀。 第40頁/共61頁 C.相

26、同材料，相同截面積，不同截面形狀的構件強度相同材料，相同截面積，不同截面形狀的構件強度 不同。不同。 B.結構的外形相同，構件的截面不同，其強度不一樣。結構的外形相同，構件的截面不同，其強度不一樣。 第41頁/共61頁 D.D.三角形形狀三角形形狀: : 三角形是框架結構中最基本的形狀之一三角形是框架結構中最基本的形狀之一, ,它結實、它結實、 穩(wěn)定、所用材料最少。穩(wěn)定、所用材料最少。 在長方形或六邊形的框架中間，加上支撐構件，在長方形或六邊形的框架中間，加上支撐構件， 構成三角形，就可以大大增加它的牢固程度。構成三角形，就可以大大增加它的牢固程度。 第42頁/共61頁 金剛石分子為四面體，每

27、個四面體有四個角、四個面金剛石分子為四面體，每個四面體有四個角、四個面 ，且每個面為三角形。，且每個面為三角形。 第43頁/共61頁 小實驗：小實驗：P019 （2）因素）因素2：使用的材料：使用的材料 結構的強度與材料有關結構的強度與材料有關 紙杯 鋼杯 塑料杯 第44頁/共61頁 混凝土材料。混凝土材料。 混凝土抗壓性能 較好，而抗拉能力就 比鋼筋要小得多。因 此在制造時可在梁的 受拉區(qū)放置鋼筋，組 成鋼筋混凝土梁，在 這種梁中，鋼筋受拉 ，混凝土受壓，它們 合理組成一個整體， 共同承擔載荷的作用 。 第45頁/共61頁 （3 3）因素）因素3 3：構件之間的連接方式：構件之間的連接方式： 結構的連接是指通