第二节：典型结构案例分析-----结构是怎样受力的

（单杠受力和变形分析）

教学目标：

1.     理解结构是为了承受力和抵抗变形的本质。

2.     通过对简单的结构案例的学习，能尝试对生活中常见的结构作受力和变形分析。

3.     通用本节课的学习，学生能感受到结构的广泛应用，体会学习结构的重要意义，从而形成结构问题的意识，培养学生分析结构怎样受力问题的习惯和思维能力。

重难点：

1.     对单杠作受力和变形分析。

2.     通过受力和变形分析，体会结构是为了承受力和抵抗变形的本质。

教学思路：

由奥运会单杠比赛录像导入单杠的结构；用学生较为熟悉的实验-----物理学单摆实验作受力类比，引出杠体的受力和变形；进一步从力学角度理解结构。

新课导入：

[师]　同学们好，上课前老师想先请你们看一段录像。(播放课件：奥运会单杠比赛片段)。运动员在场上正激烈的角逐，那么，同学们，他们比赛的项目是什么？有没有人知道？

[生]  五项全能、体操、单杠------。

[师]  他们进行的是单杠比赛，就是我们上体育课经常玩的单杠。不知道同学们发现没有，运动员所用的单杠和学校的单杠在结构上有些不同，区别在哪？或者，与你们所见过的单杠相比，有没有不同的地方？

[生]　比较高、比学校的好看、所用的材料不同、少了四根铁线-----。

[师]  对了，细心观察的同学发现了，比较明显的一个区别，就是有的单杠有四根铁线，有的却没有。

[师]　 前面我们学习过什么叫做结构，还知道了结构可以承受力和抵抗变形，而组成结构的各个部分称为构件。那么 ，现在我们把单杠看成一个结构，那构件都有哪些？

[生]  立柱、杠体、拉杆----

[师]　奥运会比赛用的单杠没有拉杆，学校的单杠有拉杆，为什么呢？不同结构的单杠在功能上有什么不同呢？带着这个问题，我们来学习新的内容，第二节：典型结构案例分析---结构是怎样受力的。我们来分析一个结构比较简单的物体----单杠的受力和变形情况。

新课教学：

[师]  请同学们先花几分钟阅读课本12页的阅读材料，了解变形的种类。下面请一位同学给我们有声有色的朗诵一下，哪一位愿意？

[生]  朗诵。

[师]　好，通过阅读，我们了解变形的种类有3种，分别为拉伸、压缩、弯曲。还知道了梁的概念。

[师]　如果我们在杠体的中间吊一个重物，将可能发生怎样的变形？

[生]　弯曲、压断------。

[师]　再结合梁的定义，所以，我们认为，杠体是有两个支点的梁。

[师]  如图1-16：如果撤掉拉杆4和拉杆6，而抓着拉杆3和5用力拉，立柱将可能发生怎样的变形？

[生] 　弯曲、断裂---，

[师]　所以，立柱是只有一个支点的垂直梁。

[师]　好，那我们先对杠体，这个有两个支点的梁进行受力分析。我们先来回忆初中作过的一个物理实验-----单摆。(演示单摆实验课件)。

[师]　在小球摆动的过程中，绳子对小球的作用力方向怎样变化？

[生]　始终从小球的球心指向固定点

[师]　那么，根据作用力和反作用力原理，固定点受到小球的作用力方向如何？

[生]　始终从固定点指向小球球心

[师]　因此，无论小球摆到哪个位置，固定点受到的作用力方向始终指向小球球心所处的瞬间位置。

[师]　我们再来看运动员做的大回环动作。如果从侧面来看，将会是怎样？

[生]　运动员绕杠体转动。

[师]　再把这个图像向后投影。得到图形如图(展示课件)。

[师]　类比单摆，杠体相当于固定点；人相当于小球。杠体受到人的作用力方向是怎样的？

[生]　指向人重心所在位置。

[师]　对了，无论人摆到哪个位置，杠体所受作用力的方向始终指向人的重心所处的瞬间位置。因为梁向哪个方向受力，就会向哪个方向变形。即变形方向和受力方向一致。所以杠体总是朝人的重心所在位置发生变形。于是有了第一个结论(课本13页)：杠体总是朝着人体所在的瞬间位置的方向上发生弯曲。

[师]  我们再看立柱。杠体和立柱的上端相连，人的作用力通过杠体作用于立柱，将可能发生怎样的变形?是弯曲。对吗？如果要向前发生弯曲，请问同学们有什么方法可以削弱或抵削这种弯曲呢？

[生]　立柱埋深一点、用一个力从后拉------，

[师]　对了，这时候拉杆起作用了，它可以帮助立柱抵抗变形。那么，由于人的运动，将可能让立柱发生弯曲，而深埋和加拉杆都可抵抗这种弯曲。所以有了第二个结论：任意时刻，对于立柱，由于人的运动所产生的弯矩M₁，都有一个由立柱埋在地下部分和拉杆共同产生的反弯矩M₂来削弱、平衡，以保持单杠整体的稳定。

知识拓展：(展示课件)

 典型结构案例分析-----结构是怎样受力的.ppt