第二節(jié) 探究結(jié)構(gòu)
課 題
課 型
新 授
本課題課時數(shù)：3 本課為第2課時 備課日期 9 月 18日
教 學(xué)
目 標(biāo)
1、理解內(nèi)力、強度、應(yīng)力的概念；能進行簡單的應(yīng)力計算；會用應(yīng)力和強度的關(guān)系來解釋一些日常現(xiàn)象。
2、通過簡單的實驗，使學(xué)生加深強度與材料、強度與材料的形狀有密切關(guān)系的了解。
3、從日常生活中經(jīng)常碰到的物品以及工程中常見的結(jié)構(gòu)連接，使學(xué)生了解結(jié)構(gòu)連接的各種方培養(yǎng)學(xué)生對身邊事物的觀察能力。
教 學(xué) 重 難 點 及
對 策
重點：理解強度的概念，強度與應(yīng)力、強度與材料及材料的形狀、強度與結(jié)構(gòu)的連接的關(guān)系。
難點：利用所學(xué)知識解釋生活中相關(guān)的現(xiàn)象。
教 學(xué) 過 程 設(shè) 計
教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)過程
學(xué)生活動
備注
一、引入
二、新課
三、小結(jié)
復(fù)習(xí)。上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的一個主要因素：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。這節(jié)課我們接著學(xué)習(xí)影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的另外兩個因素：結(jié)構(gòu)的強度和結(jié)構(gòu)的連接。那么，什么是結(jié)構(gòu)的強度？
一、結(jié)構(gòu)的強度
1、結(jié)構(gòu)的強度是指結(jié)構(gòu)具有的抵抗破壞的能力。（可與穩(wěn)定性作比較）
指出：結(jié)構(gòu)的強度是通過構(gòu)件和材料來體現(xiàn)的。
2、強度與應(yīng)力
設(shè)問：想一想，在材料相同的情況下，構(gòu)件被破壞的危險程度與什么有關(guān)？
a、分析：
⑴內(nèi)力。構(gòu)件在外力的作用下會變形，同時其內(nèi)部各質(zhì)點之間的相互作用力發(fā)生了改變，產(chǎn)生一種抵抗外力的力，稱為內(nèi)力。
一般來說，外力越大，構(gòu)件的內(nèi)力隨之越大，構(gòu)件被破壞的危險就越大。
⑵橫截面積。
演示實驗：在相同外力及材料的條件下，粗細不同的兩根泡沫塑料桿的承重試驗。引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：構(gòu)件被破壞的危險程度還與它的截面積有關(guān)，橫截面積越大，被破壞的危險性越小。
⑶在材料相同的情況下，構(gòu)件被破壞的危險程度與它的內(nèi)力以及橫截面積有關(guān)，我們把這兩者的比值稱為應(yīng)力。用公式表示：δ＝n/a。
應(yīng)力：構(gòu)件單位截面面積所受的內(nèi)力稱為構(gòu)件的應(yīng)力。應(yīng)力的單位是帕（pa），與壓強相同。
應(yīng)力又分為正應(yīng)力和剪（切）應(yīng)力。同截面垂直的的應(yīng)力稱為正應(yīng)力或反向應(yīng)力；同截面相切的應(yīng)力稱為剪應(yīng)力或切應(yīng)力。
b、深入：
（1）建筑物的支柱是怎樣承受壓力的？假設(shè)支柱的橫截面為邊長l的正方形，支柱頂受軸向壓力p，支柱重力g，求支柱的底截面l-l上的應(yīng)力。
生：討論回答
師：（分析解答）做截面，將柱子上半部分隔離，則其受到的力為p+g。
根據(jù)平衡條件可知，內(nèi)力n＝p+g。
所以應(yīng)力δ＝n/s＝(p+g)/s。
（2）扭絞的繩子為什么不容易拉斷？拔河用的繩子為什么要做成這個樣子？
生：討論回答
師：分析解答：拔河的時候，繩受到兩邊拉力的作用，內(nèi)部就產(chǎn)生了抵抗拉力的張力。當(dāng)張力超過一定值時，繩子就會在應(yīng)力最大的地方被拉斷。若把多股細繩絞合在一起，既可以防止它們之間的相對移動，保證各股細繩同時受力，實際上也就是有效地增大了繩子的橫截面積，減少了繩子的應(yīng)力。
3、強度與材料
⑴強度與材料
我們都會有這樣的經(jīng)驗，用手?jǐn)D壓紙杯，紙杯就會變形；而用同樣的力擠壓不銹鋼杯，不銹鋼杯的外形則無明顯改變。這說明了結(jié)構(gòu)強度與材料有關(guān)。
當(dāng)應(yīng)力達到某一極限值時，構(gòu)件便會被破壞，因而設(shè)計中必須使構(gòu)件的強度留有必要的余量，作為設(shè)計時應(yīng)力的最高限度，這個最高限度值稱為許用應(yīng)力。許用應(yīng)力分許用抗壓應(yīng)力和許用抗拉應(yīng)力。如表1-3。