普通高中课程标准实验教科书 通用技术（必修2）

技术与设计2

教师教学用书

高中一年级下册

河南省基础教育教学研究室组编

河南科学技术出版社

郑 州

第一章　结构及其设计

第二节　结构的稳定性与强度

一、学习目标

（1）能够对简单结构的受力情况进行分析。

（2）探究影响结构的稳定性与强度的因素。

二、教材分析[通用技术网]

（一）教学内容分析

本课时使用的是豫科版教材《技术与设计2》第一章“结构及其设计”的第二节“结构的稳定性与强度”，计划安排2个课时。[通用技术网]

本节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，材料内部各质点之间的相互作用会发生改变，导致结构外形变化，同时材料内部会产生一种抵抗外形变化的力，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、扭转力和弯曲力的特点和作用，不同的结构类型受力特点不同。结构的稳定性和强度两者之间相互影响，相互联系。影响结构稳定性的主要因素有重心位置、结构与地面接触所形成的支撑面的大小和外部形状等。影响结构强度的主要因素有结构的形状、结构使用的材料和结构的连接方式等。结构的稳固、简约、和谐、美观和环保是当前结构设计的主要追求。

（二）教学重点与难点

1．教学重点

从力学的角度理解强度的含义，解释构件受力变形的基本形式。

2．教学难点

影响结构稳定性的因素。

3．学习分析

本节重点分析：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，称为应力。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

式中，F是内力；S是受力面积；σ是应力。

课堂演示：拿出一根细线，老师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。老师提出问题：哪一种需要的力更大一些？让学生回答。

通过这个小试验，帮助学生对内力和应力的理解，并建立材料强度的概念：细线本身会产生一种抵抗的力，称为内力；当把它对折后，横截面积改变，说明对应的应力是如何变化的。

本节是在分析、讨论了结构如何受力的基础上，进一步讨论构件受力和表现形式，结合教材p9中的表1.1，重点分析这五种外力如何引起杆件形状和尺寸变化。

本节的难点分析：结构稳定性是指结构在载荷作用下维持其原有平衡状态的能力。影响结构稳定性的因素需从两个方面进行讨论：结构的形状稳定性和结构的位置稳定性。这两个方面的影响因素不同，不能混为一谈。结构的形状稳定性主要取决于结构的形状，三角形结构是最稳定的形状。结构的形状稳定性除了主要取决于结构的形状外，还与结构的连接方式及所采用的材料等有密切的关系。结构的位置稳定性主要取决于支撑面的大小、形状和结果重心的位置。重心越高的结构稳定性越差。重心投影一般在结构支撑面的中间，不能超出结构支撑面的范围，否则就有倾倒的危险。理解影响结构稳定性的因素，可以通过一系列的试验和总结进行。

（三）课堂练习

弯曲应力分析（教材p11）

组织学生完成教材“做中学”活动——受弯曲形变的吸管，请学生回答：①吸管弯曲后，哪一边的褶皱挨得较近？②使褶皱部分张开的是什么力？③将观察到的吸管变形现象迁移到实际构件中，分析构件在弯曲时的受力。