通用技术 结构与设计 稳固结构的探析
1.2稳固结构的探析(第二课时)
1.2稳固结构的探析（第二课时）一．教学目标：通过技术试验分析影响结构的强度的因素，并写出试验报告。
二．教学内容的分析本课时是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第二节“稳固结构的探析”的第2课时。
在本课时之前，学生已经学习过了常见结构的基本知识。
学生已经初步明白了“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
”和构件的五种基本受力形式，通过有趣的小试验，强化对不同类型结构的特点的理解。
所以本课时是在第一节认识结构的基础上，具体对结构的两个重要性质：稳定性和强度做详细分析。
课文从实例出发，分析影响结构的稳定性的主要因素，接着讲了结构稳定性在日常生活中的应用。
本节重点是使学生通过技术试验，学会分析影响结构稳定性的因素，教师在技术试验中应该加以对学生的引导。
教学重点：强度概念。
教学难点：影响结构强度的主要因素。
三．教学对象分析：学生对结果已经有了一定的了解，对结构的功能和分类也有了一定的基础。
另外，学生在物理课上已经学习了有关力学的知识，对物体的受力分析有比较好的基础，可以说物理的力学知识和上节课常见结构的基本知识为本课时做好了知识的准备。
四．教学策略通过做一个能给学生留下深刻印象的演示试验，来说明结构稳定性的概念。
通过学生熟悉的事例，展开在技术范围内与结构稳定性相关的主要因素，通过技术试验，使学生领悟各因素与结构稳定性之间的定性关系。
（一）教法：在教学过程中，采用讲授法、阅读法、案例分析和课堂提问等方法与学生共同讨论、分析、交流互动等教学形式交叉和渗透灵活运用，并始终贯穿于整个教学活动中。
本课时要求学生亲历探究易拉罐的重心与稳定性的关系的探究试验，让学生在实际操作活动中了解问题探究的方法与过程，感受探究成功后的喜悦。
（二）学法：鼓励学生自主探究和合作交流，引导学生自主观察、总结，在与他人的交流中丰富自己的思维方式，获得不同的体验和不同的发展，引导学生养成自主探究的习惯和方法。
五、教学过程：一、复习并引入新课上节课我们学习了结构的一个重要就性质：结构的稳定性。
苏教版高中通用技术技术与设计2《稳固结构的探析》课件
[结论四] 结构的稳定性与结构的形状有关，三角形最稳定
重心垂线位置视频
综合任务：搭建高楼
要求： 1.综合运用影响稳定性的三个主要 要素 2.高度不小于10厘米
[知识拓展] ：不稳定的结构就一定没有用处吗？
（1）倒置的啤酒瓶预测地震 （2）地动仪 （3）跨栏、跳高的标杆、菱形挂衣架、伸缩门等
课堂小结
1
2 3
重心越低，稳定性越好 重心越高，稳定性越差 前提条件：结构重心所在点的垂线 落在底面范围内
支撑面越大，稳定性越好 支撑面越小，稳定性越差
形状影响稳定性，三角形最稳定
谢谢聆听！
敬请批评指正
世界十大最美建筑
结构与稳定性
即墨市实验高级中学 颜丽梅
学习目标
理解结构的稳定性的概念 通过多米诺骨牌视频
结构的稳定性是指 结构在负载（外力）的 作用下维持其原有平衡 状态的能力。
影响结构稳定性的主要因素
重心位置 支撑面大小
形状
影响结构稳定性的因素
稳固结构的探析(教学设计)高一通用技术下册
2、在自行车各部件之间的连接中，三角架属于什么连接？刹车连杆之间属于什么连接？辐条与钢圈之间属于什么连接？3、同一结构中，比较榫接与钉接,分析哪种连接方式的强度最大？哪种连接方式的强度最小?掌握新的知识案例分析探究结构与功能【案例1】伞与拐杖一把撑开的雨伞，是通过伞的骨架和伞面的受力以实现遮风挡雨功能的，而收起的伞则可以通过伞的主干骨受力实现拐杖的功能。
【案例2】多用起子一把固定结构对案例进行分析、思考、总结和归纳通过案例的形式，让学生总结结构与功能的关系。
不同的结构会带来不同的功能等。
附：(两份试验报告单合印在一张纸上）试验报告1不同截面形状的构件做成的梁的强度试验试验目的：测试不同截面形状的构件做成的梁的强度试验准备：剪切长度及宽度相同的厚卡纸条若干,将卡纸条分别折成截面为“一" L"“U”形，每式一根；做一个“井"字形试验支架；弹簧秤一把.试验过程：1、分别将不同截面形状的厚卡纸构件放到试验支架上，夹紧一端。
2、用弹簧称分别去钩拉卡纸条，直到卡纸条活动的一端离开支撑板，记录此时弹簧称的读数。
3、将木夹带着纸条翻转180度放置，再用上一步的测量方法测量、记录。
试验记录：试验分析:试验结论:结构强度与构件的有关。
试验报告2构件的不同连接方式的强度测验试验目的:测试构件的不同连接方式的强度。
试验准备：取4段长度一致的20cm长的扁铁条，在每段扁铁条的一端开好两个小孔，两段铁条中间用一根方铁棍焊接连接在一起；小螺栓四,螺丝刀一把,书本若干。
试验过程:1、将所有的扁铁条组合起来形成一个人字形框架，使铁条与铁条的两孔对齐，铁条与铁条相互垂直，在其中的一个孔插入一根螺栓并上紧螺母；将框架立放在桌面,加上书本做负载，而后逐步增加书本，直到将框架压垮。
记录支撑量。
2、重复第一步但插多一根螺栓到另一对齐的孔，即用双螺栓连接两铁条，而后逐步加上书本负载，记录支撑量。
试验记录：试验分析:试验结论：结构强度与构件的、有关.。
通用技术稳固结构的探析
稳固结构的探析（第一课时）嘉善三中顾问：沈宇喆【教材版本】通用技术必修2《技术与设计2》（江苏教育出版社）【设计理念】1.采用直观教学法。
通过试验、举例、图片和实物展示，采用直观教学方法让学生亲身体会和感受，激发学生的学习兴趣和促进对相关概念的理解。
2.采用探究式教学方法。
通过小实验，结合案例分析，激发学生探究热情，提高学生掌握相关知识的稳定性。
3.立足学生的直接经验和亲身经历。
通过“做中学”，以学生的亲历情境，亲手操作，亲身体验为基础，学生自己能发现问题、提出问题、分析问题，并将所学知识应用于实际问题的解决。
【教材分析】本课时是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第二节“稳固结构的探析”的第1课时。
该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”与“设计”是该章的两个核心概念。
是对结构认识的基础上作进一步深入的学习，而结构的稳定性则结构设计中需要考虑的重要因素之一，可使学生对结构的基本认识有一个更深入的认识与巩固，为后续的结构的强度，结构的设计等教学奠定良好的基础。
通过利用探究，讨论，对比等方法有利于提高学生创新的品质和分析能力。
【学情分析】学生在前面的学习中已经初步掌握了结构的基本知识，而且在日常生活中，学生已经有了稳定这类概念，知道它是对物体的某方面性能的一种描述和评价，只是还没有上升到科学的程度，还没有系统化。
因此在教学尽量多些涉及结构的稳定性的生活实例，便于师生进行互动探讨，帮助学生加深对影响结构稳定因素的理解。
高二年级的学生已具备一定的探究学习能力和相关的学科基础知识。
如果从试验入手，引导学生在解释相关现象的同时探究原理，应该是可行的。
【教学目标】1.知识与技能：理解结构稳定的概念以及通过实验分析总结出影响结构稳定的主要因素。
通过分析讨论等得到结论，培养学生的探究、实验、分析问题的能力。
2.过程与方法：通过探究、实验、讨论、分析、对比等教学方法，使学生懂得应用相关的理论知识。
高中通用技术必修2 稳固结构探析
C
A
B
【探究试验1】问题
问题1：试验1中那个瓶子先倒，那个后倒？换位置后结果是不是一样？为什么呢？ 问题2：你能从试验1中总结出结构的稳定性与那个因素有关呢？你的结论是什么？
• 结论1：结构重心的位置高低影响结构稳定性：重心越低, 稳定性越好;重心越高,稳定性越差。
问题3：同学们能否举出生活中的案例，来印证这一结论。 问题4：人站立时稳定，身体倾斜到一定程度的时候会变的不稳定，为什么重心下 降了，反而不稳定了呢？
【课外探究1】
结构的稳定性除了上述所说的因素有关 之外，还和什么因素有关呢？ 试验：用嘴吹放置在桌面上同样形状和大小 的铁块和木块，看看那块先倒？
【课外探究2】
木块
通常情况下，一 个物体要有三个支撑 点才能稳定，但自行 车骑起来时，却只有 两个支撑点，为什么 不会倒下？（参见课 本第15页）
铁块
这个问题涉及到动态平衡问题。
在建筑中必须考虑到结构的稳定性。
在日常生活设计产品时也要考虑到结构的稳定性。
2. 影响结构稳定性的主要因素
下面，我们一起通过试验来探究影响结构稳定性的主要有那些因素？ 【探究试验1】在一块薄木板上， 有A、B、C三个矿泉水瓶子，A瓶 中装满水，B瓶中有半瓶水，C是 空瓶，请均匀用力，慢慢抬起木板的 一端，看看哪个瓶子最后倒下？再 换瓶子位置重做结果又是怎样？
5. 课后作业
(1)在拥挤的公共汽车上 已没有座位，你必须站着，而 扶手你让给了旁边的老人，你 在公共汽车上要如何才能保持 自己的没摔倒？ （2）观察学校的篮球 架，并思考，篮球架要有 较高的稳定性，可采取哪 些措施？
问题3：你是如何理解支 撑面和接触面的呢？请你说 图3 说图1~3中那个椅子最稳定？ 对支撑面而言，说说在图1~3 中那个最大那个最小？
1.2 稳固结构的探析【教学设计】-高二通用技术苏教版(2019)《技术与设计2》
《稳固结构的探析》教学设计一、教材分析本课题是《技术与设计2》第一章第三节的教学内容，计划用1课时进行教学。
“结构的强度与稳定性”安排在学生学习了“典型结构分析”之后，这样安排符合学生的认知规律，从浅到深由易到难。
“结构的强度与稳定性”是“结构与设计”这个单元的一个重要组成部分，同时也是后面学习“结构设计与制作”知识的基础，有着承上启下的作用。
并且“结构的强度与稳定性”和生活实际联系密切。
所以，本节教学内容是本章的重点章节，也是教学的难点。
正确认识影响结构稳定性的因素，对于学生正确的选择结构和材料，增加结构的稳定性十分重要。
二、学情分析本节课程教学的对象是高二年级的学生。
学生们已经有一定的生活经验，并且经过技术与设计 1 模块的学习后，也具备了一定的分析问题能力，但不能很好地将理论知识与实践相结合。
所以在本节课教学过程中，我注意创设情境，采取探究形式的教学方法，激发学生的学习兴趣和热情，挖掘学生的创造潜能。
让学生尝试用所学的知识分析一些简单结构，将理论知识与实践进行良好的结合，从而达到本节课程的教学目标。
三、教学目标根据课标要求结合本节教材及学生已有的认知水平，我确定本节课的教学目标如下。
1、知识与技能：知道影响结构稳定性的主要因素，能运用本节理论知识分析解决实际问题。
2、过程与方法：通过试验分析、讨论的过程，提高观察分析的能力和知识迁移的能力。
3、情感态度与价值观：通过对影响结构稳定性的探究过程，提高学习通用技术课程的兴趣，培养严谨的思维，增强科学探究的能力。
四、教学重点、难点重点：影响结构稳定性的主要因素。
难点：通过试验，引导学生分析影响结构稳定性的主要因素，运用影响结构稳定性的主要因素分析生活实际问题。
五、教学方法1、情境创设：通过试验探究，引导学生观察、分析、交流、探讨影响结构稳定性的主要因素。
2、引导发现：在学生参与演示试验的过程中，提出若干问题，激发学生探究的兴趣。
通过自主设计，激发学生的创造力和想象力。
苏教版 通用技术 必修2 1.2 稳固结构的探析—结构和稳定性(共23张PPT)
第一单元 结构与设计
第二节稳固结构的探析（第一课时）
结构与稳定性
❖ 结构的稳定性(Stability) ： 是指结构在荷载（外力）的作用下， 维持其原有的平衡形式（状态）的能 力。它是结构的重要性质之一。
想一想：
结构的稳定性与什么因素有关？
影响因素
[探究一]：不倒翁为什么不倒？
影响结构稳定性的因素之一
单脚支撑 的自行车放 稳的原因分 析
拓展？
自行车骑行时为什么能不歪倒？
陀螺效应
凡是高速旋转的物体 ，都有一种使转动轴 保持不变的能力，这 种能力使得陀螺即使 在不平的支持面上转 动也不会倒下。
课堂小结：
1. 结构的稳定性：是指结构在荷载的作 用下，维持其原有平衡形式的能力。
2.影响结构稳定性的因素： 重心位置高低； 结构的形状； 结构与地面接触所形成的支撑面的大小。 3.结构稳定的基本条件： 重心所在点的垂线落在结构底面的范围内
结构的重心位置
重心越低，稳定性越好； 重心越高，稳定性越差。
迈克尔·杰克逊经典的45°前倾动作
为什么比萨斜塔的 结构看上去倾斜不稳， 可实际是稳定的呢？
结构稳定和重心的关系 支撑面
重心所在点的垂线落在 结构底面的范围内。
影响因素
[探究二]：落地扇为什么不易倾倒？
比较
接触面
支撑面
接触面:是结构与地面接触形成的面。 支撑面:是结构与地面接触形成支撑点的连线与地面构成的面。 ❖ 注意：支撑面≠接触面。
所用材料最少。
思 考？
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？你能 得出什么结论？
思 考？
除了重心位置、结构与地面接触所形成 的支撑面的大小和结构的形状外，你认为还 有哪些因素影响结构的稳定性。
稳固结构的探析 课件-高中通用技术苏教版(2019)必修《技术与设计2》
接触面
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，是则稳定，否则不稳定。
想一想：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，要起到防洪作用，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。
比萨斜塔为什么不倒塌？
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1．25毫米的速度向南倾斜。到 1999年1月，塔顶比中轴线偏斜已达4．8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。
知识回顾
1. 结构的定义 2. 构件受力的五种基本形式？请举例说明。 3. 结构的分类？请举例说明。
一、常见结构的认识 二、稳固结构的探析 三、结构功能的实现 四、简单结构的设计
02 稳固结构的探析
一、探析结构的稳定性 二、探析结构的强度
日常生活中，时常会看到翻倒在地的物体，这是因为当物体受到外 力作用时，原有的平衡状态被打破而出现的不稳定现象。
结构形状
三角形具有稳定性，且省材料
结构形状 材料 连接方式
铰连接、刚连接
课堂小练
1. 小明尝试设计一款可折叠餐桌，从结构强度和稳定性的角度分
C 析，下列设计方案中最合理的是(
)
2. 小明构思了下列悬吊式抓取机构的方案，其中在力F作用下，不
C 能将工件夹紧的是(
)
3．矿泉水瓶身上有干凸起的横向纹路，从影响结构强度的主要因素
想一想：
A字形梯子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？
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结论2： 结构底座的影响。（与地面接触所形成的支撑面越大， 结构的稳定性越好）
马上行动1：有如下三个支架，分析哪种结构更稳定？为什么？将 结论填入下表。
图9
图10
图11
还有什么因素影响结构的稳定性呢？
影响结构稳定性的主要因素三 结构的形状的影响。（相同的构件，相 对位置不同，结构的稳定性不同） 小结
一、什么是结构的稳定性？
结构在荷载的作用下维持其原有平 衡状态的能力。
结构稳定性大小的度量
一个结构，使其失去原有平衡状态的力越大就说明这 个结构的稳定性越好，维持原有平衡状态的能力越强；反 之，则稳定性不好，维持原有平衡状态的能力越弱。
二、结构稳定的条件：
支撑面
重心所在点的垂线落在 结构底面的范围内。
想一想：重心的垂线怎样才不容易落到支撑面外？
三、影响结构稳定性的因素
活动一：请挑选合适的器材，通过小小的试验找出：
稳定性与重心位置高低的关系 稳定性与支撑面大小的关系
三、影响结构稳定性的主要因素
思考1：如下两图为同一个拍摄支架，分析哪种结 构更稳定？为什么？
结论1：
影响结构稳定性的主要因素一
结构重心位置的影响。（重心低，结构稳定性更好） 思考2：有如下两个纸杯平放在桌上，分析哪个纸杯更稳定？为什么？
动态物体如何保持稳定？
• 《科学世界》/index.asp • “中国科普博览” /gb/index.html
陀螺
五、不稳定结构的应用
并不是不稳定的结构都是不好的结构，在有些领域，人 们利用不稳定的结构来实现某些功能。
思考4：列举出生产和生活中有哪些利用不稳定结构的事例？
例如：地震仪、硬币竖放、多米诺骨牌、站在球体或圆柱体上 进行杂技平衡表演等。
动手动脑显身手：
任务： 设计一个简易的结构，把蛋稳稳当当地顶起来！ 高度不少于10cm。 材料：电线、蛋、尖嘴钳。
结构与地面接 触形成的支承 面的大小
结构的 形状
结构的 重心位 置
影响结构稳定性 的三大因素
其他因 素
四、如何提高结构的稳定性
影响结构稳定性的
因素是相互关联的，需 要综合考虑各种因素来 讨论结构的稳定性。
想一想：怎样让遮阳伞更稳定?
五、运动结构的稳定性
稳定性既然是指结构在外力作用下维持平衡状态的 能力，而由物理学我们知道，平衡状态包含静止的平衡 与运动的平衡两种状态。因此结构的稳定性除有静态稳 定性外还有动态稳定性。并且结构在运动状态下的稳定 性与静止时是不同的。
结构的稳定性。
影响结构稳定性的主要因素。
马上行动2： 结 构 广告牌 受到的外力
重力、风力 重力、推力 重力、推力
不稳定的主要原因
重心偏高、风过大 底座不够重，支承面 不够大，重心偏高 支承面较小，重心偏高
落地灯 水 桶
思考：同样在台风的破坏下，为什么有一些树、房子或广告牌等被刮 倒，而其它的却稳如泰山一点都不受台风影响呢？