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第三節(jié) 結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與穩(wěn)定性 二、應(yīng)力與強(qiáng)度 教學(xué)目標(biāo)： 1、理解內(nèi)力、應(yīng)力的內(nèi)涵。 2、會(huì)從應(yīng)力角度衡量強(qiáng)度。 3、能進(jìn)行簡(jiǎn)單的應(yīng)力計(jì)算。 4、會(huì)用應(yīng)力和強(qiáng)度的關(guān)系來解釋一些日?，F(xiàn)象。 重難點(diǎn)： 1、外力的內(nèi)力的關(guān)系。 2、應(yīng)力的強(qiáng)度的關(guān)系?！?br> 教學(xué)思路： 復(fù)習(xí)，區(qū)分技術(shù)課所講拉力和物理學(xué)所講拉力的不同。由物理學(xué)中摩擦力與拉力的關(guān)系引入內(nèi)力與外力的關(guān)系，理解內(nèi)力的性質(zhì)，引出容許應(yīng)力，再導(dǎo)出應(yīng)力和強(qiáng)度的關(guān)系。 教學(xué)過程： 同學(xué)們好，今天我們來學(xué)習(xí)新的內(nèi)容，第三節(jié)，結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與穩(wěn)定性中的第二個(gè)知識(shí)點(diǎn)-----應(yīng)力與強(qiáng)度。 我們先回憶一下第一章所講的拉力。(演示課件)通用技術(shù)所講的拉力和物理學(xué)所講的拉力區(qū)分點(diǎn)在于力對(duì)物體的作用效果：物理學(xué)中的拉力是要讓物體發(fā)生運(yùn)動(dòng)的；通用技術(shù)中的拉力是要破壞結(jié)構(gòu)（發(fā)生拉伸）的。 我們知道，結(jié)構(gòu)可以承受力和抵抗變形，那么，結(jié)構(gòu)是如何承受力和抵抗變形的呢？原來，外力使構(gòu)件發(fā)生變形的同時(shí)，構(gòu)件內(nèi)部分子之間隨之產(chǎn)生一種抵抗變形的抵抗力，稱為內(nèi)力。內(nèi)力，是用來抵抗外力與變形，并力圖使變形部分復(fù)原的力。(演示課件，講解內(nèi)力如何抵抗三種外力。) 那么內(nèi)力和外力是怎樣一種關(guān)系呢？他們就類似于物理學(xué)中的拉力與摩擦力的關(guān)系。(演示課件講解。)拉力作用于物體上，在物體發(fā)生運(yùn)動(dòng)之前，摩擦力等于拉力，并隨著拉力增大而增大，但增大到一個(gè)最大值后，就不會(huì)再增大了，即摩擦力有個(gè)最大值―――最大靜摩擦力，此時(shí)，拉力如果繼續(xù)增大，就會(huì)讓物體運(yùn)動(dòng)。內(nèi)力和外力的關(guān)系類似于摩擦力與拉力的關(guān)系。在結(jié)構(gòu)被破壞之前，內(nèi)力等于外力，并隨著外力增大而增大，但增大到一個(gè)最大值后，就不會(huì)再增大了，內(nèi)力有個(gè)最大值，此時(shí)，外力如果繼續(xù)增大，就會(huì)破壞結(jié)構(gòu)（使拉伸）。 作用在單位面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力。應(yīng)力可用下式表示： δ＝N/S 式中，N為內(nèi)力，S為構(gòu)件截面積。應(yīng)力的計(jì)量單位為N/mm2或N/cm2。通常，物體結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力，都以強(qiáng)度表示；而用應(yīng)力來衡量強(qiáng)度，既科學(xué)又確切。既然內(nèi)力有一個(gè)最大值，那么應(yīng)力就對(duì)應(yīng)有一個(gè)最大值，稱為容許應(yīng)力。要破壞結(jié)構(gòu)，外力必須大于最大內(nèi)力，或者說，外力產(chǎn)生的應(yīng)力要大于容許應(yīng)力。 破壞結(jié)構(gòu)所需外力越大，我們就說結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度越大。同一截面積，容許應(yīng)力越大，對(duì)應(yīng)的最大內(nèi)力就越大，要破壞所需要的外力就越大。也就是說結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度越大，所以，強(qiáng)度可用應(yīng)力來衡量。同一截面積，容許應(yīng)力越大，強(qiáng)度越大； 練習(xí)： 1、一根筷子和一把筷子的故事，（古代有幾兄弟經(jīng)常打架，父親就給他們現(xiàn)身說法：一根筷子容易被人折斷，兩根筷子還是容易折斷，三根筷子有點(diǎn)難……十根筷子就折不斷了。從此，幾兄弟便團(tuán)結(jié)起來。）這說明團(tuán)結(jié)的力量大，我們班的每一位同學(xué)就像一根筷子，力量是有限的，而全班團(tuán)結(jié)起來，就像一捆筷子，力量大得多了，那我們以后就應(yīng)團(tuán)結(jié)一致，相互幫助，共同進(jìn)步。那么現(xiàn)在我們用剛剛學(xué)到的知識(shí)解釋一下，為什么一根筷子容易斷，而多根不容易斷？ 答：一根筷子的截面積小，所受應(yīng)力就大；多根筷子一起，截面積變大了，所受應(yīng)力就小了。 2、已知結(jié)構(gòu)的容許應(yīng)力為50 N/cm2，截面積為4 cm2，外力沖擊產(chǎn)生的內(nèi)力為180N，請(qǐng)問結(jié)構(gòu)會(huì)被破壞嗎？ 答：（解法1） 180/4＝45 N/cm2，小于容許應(yīng)力，所以不會(huì)被破壞 ?。ń夥?） 4*50N/cm2＝200N，外力小于內(nèi)力的最大值，所以不會(huì)被破壞。 3、花桿支柱，最薄弱的地方在哪里？為什么？（課本26頁） 答：最細(xì)處，此處截面積最小，則所受應(yīng)力最大。 4、同形狀，同尺寸的花展架，為什么鐵質(zhì)的比木質(zhì)的更能承載？（課本26頁） 答：鐵質(zhì)的容許應(yīng)力比木質(zhì)的容許應(yīng)力大。 5、假設(shè)花桿支柱最粗處的直徑為3cm，最細(xì)處的直徑為最粗處的一 半，外力沖擊所產(chǎn)生的內(nèi)力為30N，試計(jì)算支柱上的最大應(yīng)力為多 少？（課本26頁） 解：最細(xì)處的截面積最小，所受的應(yīng)力最大，最容易被破壞，是整個(gè)支柱最薄弱的地方，所以支柱所能承受的最大應(yīng)力取決于最細(xì)處的應(yīng)力。 δ＝N/S＝30/（3.14*0.75*0.75）=16.98 N/cm2 陳玉杰 海南農(nóng)墾加來高級(jí)中學(xué) chenyujie0215@126.com |
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