穩(wěn)穩(wěn) 定定 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 的的 探探 究究安徽省繁昌第二中學(xué)安徽省繁昌第二中學(xué)陳漢清陳漢清埃菲爾鐵塔埃菲爾鐵塔技技 術(shù)術(shù) 與與 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 2 22010年年8月月7日甘肅舟曲縣發(fā)生災(zāi)難性泥石流日甘肅舟曲縣發(fā)生災(zāi)難性泥石流技技 術(shù)術(shù) 與與 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 2 2不堪重負(fù)的拖拉機(jī)在轉(zhuǎn)彎處翻到不堪重負(fù)的拖拉機(jī)在轉(zhuǎn)彎處翻到2、意義：結(jié)構(gòu)的、意義：結(jié)構(gòu)的重要性質(zhì)重要性質(zhì)之一。如之一。如果一個(gè)結(jié)構(gòu)不能果一個(gè)結(jié)構(gòu)不能有有效的抵御效的抵御常見(jiàn)的外常見(jiàn)的外力的作用，那么該力的作用，那么該結(jié)構(gòu)是很難承受負(fù)結(jié)構(gòu)是很難承受負(fù)載而載而保持原有的平保持原有的平衡狀態(tài)，最終衡狀態(tài)，最終導(dǎo)致導(dǎo)致結(jié)構(gòu)遭受破壞。結(jié)構(gòu)遭受破壞。34技技 術(shù)術(shù) 與與 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 2 2一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性：一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性：1、定義：結(jié)構(gòu)、定義：結(jié)構(gòu)在在的作用下的作用下56技技 術(shù)術(shù) 與與 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 2 2二、奇特結(jié)構(gòu)欣賞：二、奇特結(jié)構(gòu)欣賞：不倒翁是一種形狀不倒翁是一種形狀像人而在造形和重像人而在造形和重量上制成一經(jīng)觸動(dòng)量上制成一經(jīng)觸動(dòng)就搖擺然后恢復(fù)直就搖擺然后恢復(fù)直立狀態(tài)的玩具，具立狀態(tài)的玩具，具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性。有很強(qiáng)的穩(wěn)定性。 它是意大利比薩城大它是意大利比薩城大教堂的獨(dú)立式鐘樓，教堂的獨(dú)立式鐘樓，從從1174年始建年始建1350年年竣工，經(jīng)歷了竣工，經(jīng)歷了176年。年。但由于塔身過(guò)重，地但由于塔身過(guò)重，地質(zhì)松軟，因此塔身仍質(zhì)松軟，因此塔身仍以每年以每年125毫米的毫米的速度向南傾斜，但至速度向南傾斜，但至今仍然斜而不倒。今仍然斜而不倒。78技技 術(shù)術(shù) 與與 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 2 2910技技 術(shù)術(shù) 與與 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 2 2三、探究試驗(yàn)：三、探究試驗(yàn)：1、探究活動(dòng)一：、探究活動(dòng)一：金屬構(gòu)件和塑料構(gòu)金屬構(gòu)件和塑料構(gòu)件的組合體件的組合體結(jié)論：結(jié)論： 重心位置的高重心位置的高低對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)低對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有影響定性有影響重心重心78技技 術(shù)術(shù) 與與 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 2 21516技技 術(shù)術(shù) 與與 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 2 22、探究活動(dòng)二：、探究活動(dòng)二：人字梯的使用人字梯的使用結(jié)論：結(jié)論：結(jié)構(gòu)的形結(jié)構(gòu)的形狀影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)狀影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性定性鋼性大橋的結(jié)構(gòu)性狀1112技術(shù)基礎(chǔ)課件技術(shù)基礎(chǔ)課件3、探究活動(dòng)三：、探究活動(dòng)三：桌子的穩(wěn)定性一桌子的穩(wěn)定性一組試驗(yàn)組試驗(yàn)結(jié)論結(jié)論1：結(jié)構(gòu)與地結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的面接觸所形成的支撐面的大小影支撐面的大小影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性主要活動(dòng)：分析那張主要活動(dòng)：分析那張桌子穩(wěn)定性好一些，桌子穩(wěn)定性好一些，簡(jiǎn)單的說(shuō)明理由。簡(jiǎn)單的說(shuō)明理由。2122技技 術(shù)術(shù) 與與 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 2 24、探究活動(dòng)四：、探究活動(dòng)四：砝碼位置與穩(wěn)定砝碼位置與穩(wěn)定性的關(guān)系性的關(guān)系結(jié)論結(jié)論4：對(duì)于一個(gè)：對(duì)于一個(gè)結(jié)構(gòu)而言，如果重結(jié)構(gòu)而言，如果重心所在的垂線落在心所在的垂線落在結(jié)構(gòu)底面范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)底面范圍內(nèi)，就是穩(wěn)定的。就是穩(wěn)定的。1920技技 術(shù)術(shù) 與與 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 2 2試驗(yàn)總結(jié)：試驗(yàn)總結(jié)：影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素：要因素：一、結(jié)構(gòu)的重心位置的一、結(jié)構(gòu)的重心位置的高低（低穩(wěn)）高低（低穩(wěn)）三、結(jié)構(gòu)與接觸面接三、結(jié)構(gòu)與接觸面接觸形成的支持面得大觸形成的支持面得大小（大穩(wěn)）?。ù蠓€(wěn)）二、結(jié)構(gòu)本身的形狀二、結(jié)構(gòu)本身的形狀（三角形）（三角形）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的基本結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的基本條件：條件：重心所在點(diǎn)的垂線重心所在點(diǎn)的垂線落在結(jié)構(gòu)底面的范落在結(jié)構(gòu)底面的范圍內(nèi)圍內(nèi)2324技技 術(shù)術(shù) 與與 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 2 2討論與分析：我們?cè)谠O(shè)計(jì)中盡可能的增加結(jié)構(gòu)討論與分析：我們?cè)谠O(shè)計(jì)中盡可能的增加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，那么凡是不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都應(yīng)該的穩(wěn)定性，那么凡是不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都應(yīng)該放棄嗎？放棄嗎？1、倒置的啤酒瓶可以預(yù)報(bào)地震。、倒置的啤酒瓶可以預(yù)報(bào)地震。2、在打水的桶口扣一重物，在井里能自動(dòng)、在打水的桶口扣一重物，在井里能自動(dòng)翻倒打水翻倒打水2526技技 術(shù)術(shù) 與與 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 2 2四、作業(yè)布置四、作業(yè)布置：1、收集身邊一些、收集身邊一些不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，并不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，并結(jié)合本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)結(jié)合本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容對(duì)它進(jìn)行分析。容對(duì)它進(jìn)行分析。 2、探究：靜止停放、探究：靜止停放的自行車(chē)要有三個(gè)支的自行車(chē)要有三個(gè)支撐點(diǎn)才能穩(wěn)定，而不撐點(diǎn)才能穩(wěn)定，而不會(huì)倒下；但是，自行會(huì)倒下；但是，自行車(chē)在騎起來(lái)時(shí)，卻只車(chē)在騎起來(lái)時(shí)，卻只有兩個(gè)支撐點(diǎn)，為什有兩個(gè)支撐點(diǎn)，為什么卻不會(huì)倒下？么卻不會(huì)倒下？1314技技 術(shù)術(shù) 與與 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 2 2中國(guó)的斜塔中國(guó)的斜塔 遼寧瑞州古塔，現(xiàn)遼寧瑞州古塔，現(xiàn)存塔身高存塔身高10米，塔米，塔身向東北方向傾斜身向東北方向傾斜12度，塔尖水平位度，塔尖水平位移移1.7米。該塔建米。該塔建成之后雖幾經(jīng)地震成之后雖幾經(jīng)地震與洪水破壞，卻始與洪水破壞，卻始終斜而不倒，堪稱(chēng)終斜而不倒，堪稱(chēng)奇跡。奇跡。請(qǐng)你欣賞：請(qǐng)你欣賞：返回返回1718技技 術(shù)術(shù) 與與 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 2 2提示：注意接觸面與支撐面的區(qū)分。提示：注意接觸面與支撐面的區(qū)分。結(jié)構(gòu)的支撐面結(jié)構(gòu)的支撐面結(jié)構(gòu)的接觸面結(jié)構(gòu)的接觸面