必修2技术与设计2《一、结构的受力分析》优质课教案设计

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与价值观激发学生的学习兴趣和求知欲，形成良好的学习态度，积极投身到通用技术的学习中来。

提高交流与表达能力，树立合作学习意识，养成动脑动手好习惯。教学重点知道内力、应力、载荷等概念，壳体结构、拱形结构的受力分析教学难点物体所受应力的计算方法教学资源教学工具：纸张、胶水、硬纸板、字典、鸡蛋、书。教学过程新课引入（小试验）准备几张A4打印纸，一盒粉笔，几本厚书。按照图中所示的方法将打印 纸展平、弯曲、曲折后架在两摞书中间，将粉笔轻轻放在纸上，看哪种结构可以承受更多的粉笔。

搭纸桥

得出结论：结构的形状影响结构的受力。

所举例子在实际工作中的用途是：在工程结构的梁或杆的截面设计家，如果选择合理的形式，不但提高梁的强度，还可提高梁的刚度。

所以我们在作产品设计的时候，在满足功能要求的情况下，总是追求最少或最轻的材料组成结构，同时追求结构的强度最大化。为了达到这一目的，我们必须先学会分析结构的受力情况。课堂讲解1、教师播放视频并提问：（准备一根弹簧） 我们用力拉弹簧，弹簧会伸长，同时手会感觉到弹簧在拉我们的手。这个反作用力是怎样产生的？

引导学生分析出弹簧各个部分或分子之间存在拉力或引力。

2、教师展示图片

任何物体在外力作用下都会有不同程度的变形。比如，打铁会让铁变形，鱼竿受力作用会弯曲，布受力会变形，麻绳受拉会伸长，物体受外力作用而变形，其内部材料各微小部分之间的位置也就发生变化，于是各微小部分之间就会有某种“力”的产生来抵抗这种变形。这种存在于物体各个部分或粒子之间存在着相互作用力叫做内力。外力企图改变物体的形状，而内力则抵抗这种变形，他们总是成对出现的。

要想把铁变形，绳子拉断等，必须克服铁和绳子物体本身含有的内力，也就是必须克服材料的内力，所以内力反映了材料抗破坏的能力，即强度的大小。

3、教师展示对比图，并提出支架问题：同样大小的内力，作用在粗细不同的两根绳子上，那一根容易断？

引导学生回答：答案：细绳容易断，因为单位面积上承受的拉力更大。

也就是说为了研究强度的问题， 仅仅知道内力的大小是不够的，我们还要知道内力在材料界面上的聚集程度。在工程上我们把单位面积上的内力称为应力。

应力的法定计量单位是帕斯卡（Pa），简称帕，1Pa=1N/m2，但在工程上我们习惯用兆帕（MP）作为应力计量单位，1MPa=106Pa。

4、教师展示图片，进行讲解

如果仅从受力的角度出发，应力可以作为表示结构强度（抵抗材料破坏）和刚度（抵抗材料变形）的基本指标，图一麻绳被拉断也就是指抵抗材料的破坏，即强度，图二铁丝被掰变形也就是抵抗材料的变形，即刚度。刚度（有时也叫刚性）越大结构越稳定，而强度越大结构受破坏的可能性越小。

5、教师举例说明，并提问学生在生活中是否能举出相同原理的例子。

拉伸和压缩及其变形是物体发生应力作用的最简单的现象。拉伸是指物体承受拉力，例如：电力传输线路的电线。压缩是指承受压力，如砖以一定的形式码放，并用水泥灰浆砌在一起，砖承受的压缩应力。

物体的拉伸和压缩是由外力引起的，外力在力学中又叫做载荷。

6、握鸡蛋实验：握鸡蛋，有两名同学分别按照图一和图二捏鸡蛋，看哪名同学能够捏碎鸡蛋。

思考：为什么用很大力气握不碎鸡蛋，但两根手指一捏就碎了呢？

鸡蛋的形状是椭圆形的。这种特殊的结构使它能把力量平均分散，用整个手掌捏时，由于手上的力量分散到整个鸡蛋的表面，压强很小（压强与面积成反比）所以捏不碎。但如果同时两个手指捏鸡蛋，由于接触面小，压力集中在一个点上，鸡蛋自然容易碎。

思考：鸡蛋壳这么坚硬，小鸡是怎么从里面出来的呢？

引出载荷分为两类：

分散载荷。