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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,2,桥梁事故 魁北克大桥,3,桥梁事故 魁北克大桥,4,一、结构的稳定性,实例 A形铝梯,问题分析：,（1）A形梯使用时如何正确打开与支牢？,（2）人工作时站在A形梯中段与顶端有什么不同？,5,结构的稳定性：,结构的稳定性是指结构在负载的作用下，维持原有平衡状态的能力。,结构的稳定性与什么因素有关？,想一想：,6,（一）影响结构稳定性的主要因素：,实验探究1：,拿一本书，让它直立在桌面上，它马上倾倒了，显然，其稳定性不好。同样的一本书，把它的下端各书页展开一定的角度，仍旧将它直立在桌面上，它就能很好的挺立住。,因素一：支撑面积的大小,1.,稳定性与支撑面积的大小有关,支撑面越大越稳定，越小越不稳定。,7,A.,落地电风扇或者宾馆里的落地灯，它们都有一个比较大的底座。,结构的底座，结构与地面接触所形成的支撑面大,稳定 。,8,B：为什么大坝的横截面总是建成梯形？,大坝需要承受很大的力的作用，如自身的重力，水的冲击力、压力等等，要起到防洪的作用，大坝必须要求非常稳固。大坝建成梯形，增大了与地面接触所形成的支撑面，支撑面越大越坚实，稳定性就越好。,9,C.为什么许多课桌椅的支撑脚要做成往外倾斜？,这是为了进一步增大与地面接触所形成的支撑面积，增加稳定性。,注意：,支撑面接触面。,接触面:,是物体与地面接触形成的面。,支撑面:,是物体与地面接触形成支撑点的连线与地面构成的面。,10,接触面,支撑面,11,实验探究2：落地扇为什么不易倾倒？,落地扇的底座采用较重的材料，风扇比底座轻很多，使落地扇的重心降低。,12,2,结构的稳定性与重心位置有关。物体重心越低，越稳定。,因素二：重心位置,A.不倒翁为什么不倒？如果在它脖子上挂上一定数量的铁环，它还会不倒吗？,13,不倒翁的重心很低，就在它与地面的接触点上，所以不倒，如果往它的脖子挂上铁环，它的重心位置升高了，当铁环达到一定数量时，不倒翁就不再是不倒翁了。,重心的高低影响结构的稳定性。重心越低,稳定性越好;重心越高,稳定性越差。,14,B.以前的农作物个子高，遭遇暴风骤雨容易倾覆，造成减产；现在的农作物普遍个子矮。就是利用了重心低结构稳定的原理。,C. 比萨斜塔为什么不倒塌？,1590,年，意大利的伟大科学家伽俐略，曾在斜塔的顶层做过自由落体运动的实验，让两个重量相差,10,倍的铁球，同时从塔顶落下，结果，两球同时着地，一举推翻了束缚人们思想近,2000,年的希腊著名学者亚里士多德关于重量不同的物体其下落的速度也不相同的“物体下落速度与重量成正比”的理论。伽俐略开创了实验物理的新时代，被人们称为“近代科学之父”，而他用来做实验的斜塔也因而更加遐迩闻名。,15,它从,1174,年始建，,1350,年竣工，经历了,176,年。但由于塔身过重，地质松软，因此塔身仍以每年125毫米的速度向南倾斜。到,1999,年,1,月，塔顶比中轴线偏斜已达,48,米。意大利当局为了拯救斜塔，已向全世界广泛征求保护方案，同时在塔的北侧加压了,830,吨的铅块，并在塔身的三分之一处加了一圈铜缆，向北牵拉固定。不过斜有斜的好处，每天为“斜”而来的参观者多达,10,余万人，扔下大把大把的银子。如果它是一座正塔，比萨就不会有今天的风光，也就不会有这么多便宜可占了。,16,通过分析长方体重心的垂线位置与稳定性示意图，使学生容易理解，比萨斜塔不倒的原因是它的重心所在点的垂线落在塔的底面的范围内。当塔倾斜到一定程度，重心的垂线不再落在塔的底面时，塔就会倾倒。,结构重心的位置：,结构重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围内，落在就是稳定的，没有就是不稳定的。,17,一摞书，整齐放置时的稳如泰山；另一种放法,每本都往一边慢慢往外放置，到一定程度时一摞书就全倒了。,小实验,18,辽宁瑞州古塔，现存塔身高10米，塔身向东北方向倾斜12度，塔尖水平位移1.7米。该塔建成之后虽几经地震与洪水破坏，却始终斜而不倒，堪称奇迹。,小资料：中国的斜塔,19,苏州的虎丘塔,虎丘塔高47.7米，比意大利比萨斜塔矮6米；塔尖偏离中心2.34米，是比萨塔的一半；虎丘塔建于961年，比比萨塔早完工390年。因为地基不牢，重6000吨的塔便倾向土堆的一边。,20,3、结构的稳定性与它的几何形状有关。,A、,A,字形梯为什么载人时能够保持稳定？如果没有梯子中间的拉杆将会怎么样？,一般情况下，梯子打开的时候，梯面与地面组成三角形，梯子本身就能站得稳。当连接两个梯面的横杆拉直时，两个梯面的上半部分就与横杆构成了稳定的三角形，这就进一步加强了梯子的稳定性，保证梯子能承受人体的压力。如果没有梯子中间的拉杆，载人时就不能保持稳定。,21,因为三角支架与地面有三个接触点，形成的三角形结构使照相机的支撑架更容易稳定,。,B、照相机的支撑架为什么常使用三脚架而不用其他形状？,因素三,：,结构的稳定性与它的几何形状有关。,22,建筑中广泛运用了三角形的稳定性。房子、桥梁的桁架大多都是由多个三角形构成的；钢架结构的十字梁同样是运用这一原理，在四边形的框架中用两条杆件作对角线，形成多个三角形，既节省了材料，减轻了结构的质量，又有效地加强了结构的强度和稳定性。十字钢梁也是建筑中常用的构件，如在高压输电的铁塔、悬索桥的塔架，以及摩天大楼钢架结构中都被普遍地采用。,补充（三角形稳定性的应用）：,23,静止状态的单车如何保持稳定（课本：P14）,案例分析：,（1）双腿支撑,（2）单腿支撑,24,结构的稳定性,结构的稳定性在荷载作用下维持其原有平衡形式的能力。,结构强度构件何材料抵抗破坏的能力。,25,影响稳定性的因素,如何提高稳定性,1、构成三角形结构,2、增大底面面积,3、降低重心,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,二、结构的强度,（一）强度与应力,36,内力,外力是使构件发生变形的同时，构件内部分子之间随之产生一种抵抗变形的抵抗力，称为内力。,37,内力与外力的关系,外力,内力,P,N,38,内力与外力的关系,外力,内力,N,P,39,应力：,构件单位截面积所受的内力称为构件的应力。,40,应力,41,应力,截面,42,应力,P,G,截面,43,应力,P,G,截面,N,44,N=,内力,P+G,压力 重力,45,应力计算公式：,N / S,单位 :,内力N （ N ）,横截面积S（mm,2,或cm,2,）,应力,（ N/ mm,2,或N/ cm,2,）,46,（二）强度与材料,47,使用的材料,纸杯,钢杯,塑料杯,48,1、材料,形状相同，材料不同，强度就不同。,49,50,2、,材料的形状 构成的形状略有改变，强度就会改变。,51,(1)结构的形状:,A.不同横截面形状的构件所能承受力的程度是不一样的。,注意：,结构对强度的影响有两点，一是结构的外部形状，二是结构的构件截面形状。,52,C.相同材料，相同截面积，不同截面形状的构件强度不同。,B.结构的外形相同，构件的截面不同，其强度不一样。,53,D.,三角形形状:,三角形是框架结构中最基本的形状之一,它结实、稳定、所用材料最少。,在长方形或六边形的框架中间，加上支撑构件，构成三角形，就可以大大增加它的牢固程度。,54,金刚石分子为四面体，每个四面体有四个角、四个面，且每个面为三角形。,55,“工”字形横梁,被广泛应用,56,2、,材料的连接方式,不同的连接方式，受力传递方式和效果不一样,。,57,结构的连接是指通过一定的连接物将构件组成整体结构。,结构构建的连接通常有以下两类：,铰连接 刚连接,58,铰连接：,被连接的构件在连接处不能相对移动，但可以相对转动，具体有松螺栓、松铆等。,59,60,刚连接：,被连接的构件在连接处不能相对移动，也不能相对转动，具体有榫接、胶接、焊接等。,胶接,榫接,61,62,（1）对一个用4根小木条钉成的相片框,使它更牢固的做法是什么?,（2）,在自行车各部件之间的连接中,三角架属于_连接；刹车连杆之间属于_连接；辐条与钢圈之间属于_连接。,马上行动,可用直角铁片固定在连接处的背面。,刚连接；,铰连接,铰连接。,63,（3）比较左图中同一结构的几种连接方式,请预言哪种连接方式的强度更好。,左边的榫卯连接的强度最大，上下、左右、前后各方向都被牢牢固定住，所以强度最大。中间的连接方式强度最小，钉子是从侧面钉进去的，中间的横梁不能承受较重物体的压力，所以强度最小。,64,探究：p020,为什么矿泉水瓶表面上有若干凸起的横向纹路，它的作用是什么?,65,小结,一、结构的稳定性,影响结构稳定性的三个因素：,重心位置、支撑面积的大小和结构的形状,二、结构的强度,影响结构强度的三因素：,结构的形状、结构的材料与连接,三、结构的连接,66,赵州桥,67,68,69,70,71,72,73,74,75,76,77,78,79,80,81,82,83,
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