常見結構的認識

《技術與設計2》結構與設計流程與設計系統與設計控制與設計四個主題都是專題性技術設計,它們具有典型意義,并與技術的開展密切相關聯。學習這些技術與設計的根本思想和根本方法,將使我們終身受益。你知道嗎？金剛石和石墨的物理性質為什么有很大的差別？金剛石是由于金剛石和石墨里的碳原子的排列結構不同而引起的1、無處不在的結構結構(structure)是指事物的各個組成局部之間的有序搭配和排列。

自然界：技術領域:社會領域:自然界形形色色的結構給了人們無窮的創造靈感和啟示。世界上任何事物都存在結構,結構多種多樣且決定著事物存在的性質。【思考】1、為什么要研究結構？2、生產生活中還有哪些產品的結構是受到自然界事物結構的啟發而產生的？3、我們人類好多地方不如動物,不能象鳥一樣在空中自由飛翔,不能象魚一樣在水中歡快游蕩,奔跑速度不如狗，打斗力氣不如虎。人類憑什么能成為動物界的統治者呢?科羅拉多大峽谷

恐龍骨骼

承載遺傳信息的DNA雙螺旋結構眾多堿基對的排列,決定了各種生物的特性。

希臘帕特農神廟〔又稱雅典娜神廟〕

悉尼歌劇院羅浮宮案例分析P003自然界結構給人的啟示蜂窩紙板社會領域也存在結構現象一篇文章企業家庭結構班級結構……合理的結構是事物存在的根底，卓越的結構是設計者和制造者的重要追求。魁北克大橋的坍塌閱讀結論:結構影響著它們的性質和功能,結構方面存在的一個小問題也許就會導致重大事故的發生。

思考：大橋坍塌的原因是什么？擅自改變橋的結構。

歸納從自然界、技術領域、社會領域三個層面逐步深入地認識結構。它們的共同點是：〔1〕各自都有組成局部

〔2〕是有序的搭配和排列生活中常見的結構都要承受一定力的作用。那么結構與力有什么關系呢？2結構與力

橋梁結構受力通過分析椅子和橋的共同之處：

〔1〕這些結構都具有一定的形狀

〔2〕都需要承受外力的作用

〔3〕在一定范圍內都具有抵抗其形狀和大小改變的能力。

從力學角度來說,結構是指可承受一定力的架構形態,它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。生活中很多結構在一定外力作用下就會遭到破壞

馬上行動指出下例結構可以抵抗來自外界那些方面的作用力。建筑物的窗戶餐桌建筑物的窗戶餐桌硬紙包裝箱

墻體的正向與側向壓力、風的作用力、自身重力等桌面物體的壓力，自身重力等箱內物體的重力、擠壓力、自身重力等構件的受力形式當我們知道了結構與力的關系后，還需要進一步了解作用在結構或構件上的各種力。也就是構件的根本受力形式。拉力物體所承受的拉拽力壓力擠壓物體的力剪切力兩個距離很近,大小相等,方向相反,且作用于同一物體上的平行力扭轉力反方向向物體兩端均勻施力,使物體發生扭轉形變的力彎曲力作用于物體,使它產生彎曲的力馬上行動P005提問:梁只是由混凝土材料構成的嗎?一般的物體都受到多種力的同時作用〖探究活動〗要在教室的墻壁上懸掛一盆吊蘭，請同學們設計一個懸掛吊蘭的支架。物理學與通用技術研究力的角度不同,物理學往往研究外力,把物體當質點,哪怕是地球,在研究它繞太陽轉動時,仍把它當作質點。而技術學那么關注一個物體內部受力情況。在分析結構的構件受力過程中，其側重點是力引起結構的形變和破壞，物理中力學分析的側重點是力會改變運動狀態。因此，在分析受力情況的過程中，不應只注意靜態受力與運動狀態，而無視了結構的形變和破壞。結構受力分析：椅子橋結構與力【馬上行動】填空：

在上圖中，吊蘭的支撐架承受

，橋墩承受來自橋面、橋上負載的

，兩端被托住的橋梁受到

。拉力壓力支撐力觀察右圖,說明石磨的推桿為什么要用繩子吊起來。思考與討論：答案：

1、抵消推桿自身的重力2、保持人在推磨過程時推桿始終在平行于地面的平面上運動；

3.是一個“圓錐形”軌跡。〖探究活動〗比較不同形狀的紙板承受壓力的大小1、哪種情況下紙板的抗壓能力最強？2、還有更好的方案嗎？

3.舉例說明這一結論在實際應用中有什么意義。

4.如果把紙板折成瓦楞狀,試驗結果會發生什么變化?

3、結構的分類根據物體結構形態在受力時承受和傳遞力的方式差異實體結構框架結構殼體結構結構實體結構：結構體本身是實心的受力特點：外力分布在整個體積中，如實心墻，大壩。框架結構：結構體由細長的構件組成的結構受力特點：支撐空間而不充滿空間。如鐵架塔，建筑用腳手架，廠房的框架。殼體結構：通常是指層狀的結構受力特點：外力作用在結構體的外表上，如摩托車手的頭盔，飛機的外殼，貝殼。

殼體結構試驗、雞蛋試驗案例.wmv請區分結構的類型自行車也是由假設干結構組合而成的。其中承重局部是框架結構，擋泥板是殼體結構，腳踏與鏈輪之間是傳動結構〔屬于機械結構〕等。結構的類型

【馬上行動】物體結構實體結構框架結構殼體結構組合結構受力特點柵欄

圓形陶瓷裝飾品

冰山

高層建筑的穹頂

鋼化玻璃鍋蓋

竹排

汽車外殼

人的頭蓋骨

古羅馬斗獸場

√支撐空間卻不充滿空間√結構體的外表

√

外力分布在整個體積中√結構體的外表結構體的外表

√

√支撐空間卻不充滿空間

√結構體的外表√結構體的外表√支撐局部空間，分布在局部體積中練習：當出現交通事故時，摩托車手的頭盔是如何防止外力對頭骨的撞擊的？汽車的平安氣囊又是如何保護駕馭員的？參考：摩托車手頭盔的某一部位受到一個大的撞擊力，由于頭盔的殼體結構，使得所受力迅速分布到其外表，形成整個頭盔外表均勻受力，而不是某一點受很大的力……當汽車前端發生強烈碰撞時，平安氣囊就會瞬間從汽車方向盤內彈出來，墊在方向盤與駕馭者之間，防止駕馭者的頭部和胸部撞擊到方向盤或儀表板等硬物上。除了駕馭員側有平安氣囊外，有些汽車前排也安裝乘客用的平安氣囊……課堂練習一、選擇題1、以下關于物體結構類型分類錯誤的選項是〔〕A.柵欄屬于框架結構B.大壩屬于框架結構C.烏龜外殼屬于殼體結構D.橋墩屬于實體結構

2、澳大利亞悉尼歌劇院是悉尼最著名的建筑。它建在海灘上，白色的貝殼般的雕塑體，像漂浮在空中的散開的花瓣，多年來一直令人嘆為觀止。此建筑的頂部，為比較典型的〔〕A.實體B.殼體C.框架D.無法判斷3、下了物體中，不屬于殼體結構的是〔〕A.雞蛋B.油罐C.自行車D.摩托車頭盔4、某一結構的受力特點是，外力均勻作用在結構體的外表，這種結構屬于〔〕A.實體結構B.框架結構C.混合結構D.殼體結構5、用打氣筒給自行車打氣時，打氣筒活塞桿的受力形式是〔〕A.始終為拉力B.始終為壓力C.下壓時為壓力D.上提時為壓力6