結構與設計

　　目標：認識身邊無所不在的結構，能從力學的角度理解結構的涵義和本質。會對日常常見結構進行歸類。理解結構穩固的含義和影響因素。能對結構進行簡單的受力分析和增強其穩固性。 

本節重點是第三個問題：影響結構穩固的因素的分析與應用。

引入：

　　這幾天我看到課間很多同學拿著凳子去綜合樓，去干嗎？換凳子。為什么呢？原來他們的凳子都搖晃得厲害。據我觀察，教學樓上的凳子大多是矩形的（畫草圖于黑板上），而綜合樓上大家用的凳子大多是八字形的（畫草圖于黑板上）。無論是結實程度還是穩定程度都是八字形的更好一些。那么這兩種凳子為什么有如此大的區別呢？就在于它們凳腿的排列方式不一樣，即他們的結構不一樣造成的。那么什么是結構？怎么理解結構的結實與穩定呢？這就是我們這節課所要探討的話題。（板書課題）

一、常見結構的認識（結構無處不在）

　　首先來看看我們日常生活當中隨處可見的各種結構，

自然界：展示雪花、海洋貝類、蜂巢等。（為什么雪花會形成如此漂亮的各種結構？為什么海洋貝類可以悠然自得的生存在海洋深出而沒有被壓壞？蜂巢的優勢在哪里？或者為什么一個不起眼的小蜂巢卻可以居住那么多的蜂子？）

　　科技領域：汽車、手機等越來越受人們青睞，那么什么樣的結構的汽車或手機安全、合理又舒適呢？這值得人們研究。

　　社會領域：人員學歷結構、職稱結構，知識的內容結構等等。

　　可見，結構無處不在。那么什么是結構呢？回歸到引入中所用的兩種結構的凳子，總結出結構的涵義。

　　1、涵義：物體各個組成部分之間特定的搭配和排列。

　　2、本質（功能）：承受力和抵抗變形。

　　3、分類：

　　實體結構：一般是實心的，特點是能夠承受比較大的力。

　　比如長城（展現相應圖片）建立之初是為了抵御外族的入侵，所以建立的都是實體結構的；比如三峽大壩為了承受巨大的水流沖擊力，也必修建成實體的結構，常言“千里之堤，毀于蟻穴”，不僅要建成實體的還要經常進行檢修，一旦發現險情，立即采取補救措施；

　　再比如說家里廚房中的菜板子也必須是實體的，否則骨頭之類的沒有垛開，板子先裂了，也不行；

　　再比如錘子等等。

　　框架結構：形態比較簡單，主要由細長的桿件組成，特點是主要承受水平或垂直的力。

　　比如窗戶、自行車、艾菲爾鐵塔、桌子、板凳、書櫥等等；

　　殼體結構：能夠巧妙地將外力分散到整個表面。

　　比如雞蛋，放在手心里，不管用多大的力都不能將它纂爛，原因就在它是殼體結構的，

　　比如自然界的一些植物的果實：核桃、瓜子等都是殼體結構；比如頭盔、鍋碗瓢盆等都是殼體結構的。

　　當然對于生活的中的物體很多并不單純的屬于上面的某一種結構而是由多種結構共同組成的。比如我們的綜合樓整理來看是框架結構，而樓頂的大圓球卻是殼體結構的，而具體的一面墻卻又是實體結構的。

　　二、結構與力

　　1、力的類型：拉力、壓力、彎力、剪力、扭力等等

　　2、變形類型：拉伸、彎曲等等

　　三、影響結構穩固的因素

　　1、結實（結構的強度，指結構抵抗破壞的能力）

　　相關名詞：

　　內力：物體或結構受外力作用的時候，內部各質點之間產生一種相互作用力來抵抗這種外力所引起的變形或破壞，這種相互作用力稱為內力。

　　應力：物體或結構在受外力作用的時候，單位面積上所承受的內力稱為應力。

　　應用于解釋這些現象：