北京市第二十四中学高中通用技术《技术与设计2》1.1常见结构认识(二)教案-苏教版.doc

二十四中教学案例纸
课题名称
常见结构的认识（第二课时）
课标要求
1. 能够理解力学的角度上理解结构的涵义。
2.掌握结构的功能本质。
3.了解内力和应力的概念。
4.知道组成结构的构件的基本受力形式。
考纲要求
1. 能够理解力学的角度上理解结构的涵义。
2.掌握结构的功能本质。
3.知道组成结构的构件的基本受力形式。
教学目标（知识与能力、过程与方法、情感态度价值观）
知识与技能：
（一）了解结构的含义。
（二）能从力学的角度理解结构的概念和一般分类。
（三）能结合1~2种简单的结构案例，分析结构是如何承受力的

过程与方法：
通过对结构的认识，了解日常建筑的特点，培养对复杂结构的欣赏能力。

情感态度和价值观：
体验不同的结构风格，把握时代特点，增强对中国传统建筑的欣赏能力，培养爱国热情。
教学重点
从力学的角度理解结构的涵义和构件的基本受力形式
教学难点
构件的基本受力形式。
教法运用
讨论 讲授
教学背景分析（教材分析、学生分析）
本课时从力学的角度讲解结构的内涵，还讲解了内力和应力这两个新的概念，当一个结构受到外力作用时,内部各质点之间的相互作用会发生改变, 产生一种抵抗的力,称为内力。此外，教学的主要内容在于构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力，学生在物理课中已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，但是要让学生区分开技术学的力与物理学的力，学生没有对结构进行受力分析的习惯，只掌握从物理学的角度把结构看作一个质点来进行受力分析，这里需要分析说明构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。
课前准备
教师搜集的设计(如图片或实物)、自制的课件等

教

学

过

程

复习旧课：
1、结构无处不存在。它们的共同点是：
（1）各自都有组成部分
（2）是有序的搭配和排列
2、结构的类型：实体结构、框架结构、壳体结构
三种结构类型的受力特点：
实体结构的受力特点：外力分布在整个体积中，即利用自身来承受负载，主要承受压力。如实心墙。
框架结构的受力特点：通过条状物的连接来承受负载，既可以承受压力又能够承受 拉力。如竹排。
壳层结构的受力特点：通过壳形来传递力和承受负载，特别是当壳形顶部受到压力时，它能将外力均匀扩散。如摩托车手的头盔。

导入新课：
生活中常见的结构都要承受一定力的作用。那么结构与力有什么关系呢？
2、结构与力
展示书本上两张图片
案例分析：人坐在椅子上,
椅面受到的力；行人和车辆
通行的桥面受到的力。

通过分析椅子和桥的共同之处：
（1）这些结构都具有一定的形状
（2）都需要承受外力的作用
（3）在一定范围内都具有抵抗其形状和大小改变的能力。
引出从力学角度结构的含义：从力学的角度：结构是指可承受一定应力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
我们知道生活中很多结构在一定外力作用下就会遭到破坏其实上就是当其应力达到某一极限值时，结构就会遭到破坏。那么什么是应力呢？提出：
应力：构件单位截面面积所产生的内力称为构件的应力 。
在工程中，结构的各个组成部分称为构件。
常见结构中的基本构件，主要有：杆、柱、索、板、梁、筋、壳、膜等等）
内力又是什么？提出：
内力：当一个结构受到外力作用时，内部各质点之间的相互作用力会发生改变，产生一种抵抗外力的力，称为内力 。
（外力和内力的关系就类似于物理学中的拉力与摩擦力的关系。）
当应力达到某一极限值时, 结构就会遭到破坏。用公式表示应力为：σ =F/s, 其中 ,F 是内力 ,S 是受力面积 , σ是应力。
当我们知道了结构与力的关系后，还需要进一步了解作用在结构或构件上的各种力。也就是构件的基本受力形式。
构件的基本受力形式：
包括拉力、压力、扭转力、弯曲力和剪切力，结合例子、图片、示范（拿一复印纸）和P6的马上行动分析讲解
引导思考：这两种结构设计的外形特点。
从力学的角度：结构是指可承受一定应力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
引导出结构的功能本质：为了承受力，抵抗变形。
马上行动：
指出下列结构可以抵抗来自外界哪些方面的作用力：
建筑物的窗户：
课桌：
硬纸包装箱：
2、内力和应力
当一个结构受到外力作用时,内部各质点之间的相互作用会发生改变, 产生一种抵抗的力 , 称为内力。应力达到某一极限值时, 结构就会遭到破坏。用公式表示应力为σ =F/s, 其中 ,F 是内力 ,S 是受力面积 , σ是应力
操作：拿出一根细线，让前排一个学生将其拉断（先不加以分析）；
再拿出一根同样的细线，对折几次后，再让同一个学生将其拉断。
提问：哪一种需要的力更大一些？
通过这个小实验让学生明白内力和应该的概念：
细线本身会产生一种抵抗的力，成为内力；当把它对折后，横截面积改变，对应的应力也将变化。
3、构件的基本受力形式
讲解构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。
指导学生概括五种基本受力形式：
拉力
物体所承受的拉拽力
压力
挤压物体的力
剪切力
两个距离很近 ,大小相等,方向相反,且作用于同一物体上的平行力
扭转力
反方向向物体两端均匀施力 ,使物体发生扭转形变的力
弯曲力
作用于物体 ,使它产生弯曲的力
学习椅面、简易桥梁的受力分析案例,分析结构是如何承受力的。
例1：单杠的结构的受力分析1实体结构：实心结构
受力特点：外力分布在整个体积中，实体结构可以连续传递载荷，适于承受压力。
案例分析：实心墙等
2框架结构：细长的构件
受力特点：支撑空间而不充满空间，框架结构是由杆件或板件连接而成的，构件可以是空心，也可以是实心；可以是平面框架，也可以是空间框架。由于这种结构用料少，可以承受多种载荷，因此用得很广泛。
案例分析 ：竹排
3壳体结构：层状结构
受力特点：外力作用在结构体的表面上

杠体:弯曲力
立柱:压力、弯曲力、拉力
斜拉杆:拉力
例2：房屋结构

在分析简单的房屋结构时,是将房子的结构分成梁,柱等简单的结构原件, 再进行分析。
例3：桥梁结构

分析桥梁结构时,是将桥梁结构分成梁,柱等简单的结构原件, 再去进行分析
 （三）讲解“纸板承受压力试验”：
比较不同形状的纸板承受压力的大小。

回答问题：
1.哪种情况下纸板的抗压能力最强?
2.举例说明这一结论在实际应用中有什么意义。
3.如果把纸板折成瓦楞状,试验结果会发生什么变化?
 （四）总结
1、结构的功能本质
2、内力与应力
3、构件的基本受力形式
 （五）思考探究：观察右图,说明石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来。
进一步挖掘：石磨在推动过程中，绳子在空间的轨迹是一个什么图形？
1.     保持推杆在平行于地面的一个平面上运动；
2.     防止推杆弯曲变形。

六、教学反思
　　本课时对苏教版教材的内容编排加以调整，主要是讲解结构与力的基础内容，本课时需要结合许多实际的身边事例加以讲解。比如：跳板、单杠等，特别是房屋和桥梁的结构的讲解，对结构的受力进行分析，学生也很容易理解。

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