高中通用技术必修211常见结构的认识

1、技术与设计技术与设计 2 第一单元第一单元 结构与设计结构与设计 第二单元第二单元 流程与设计流程与设计 第三单元第三单元 系统与设计系统与设计 第四单元第四单元 控制与设计控制与设计无处不在的结构无处不在的结构结构与力结构与力1 1、知识与技能目标、知识与技能目标了解结构的含义，能举出不同领域的实例，知道了解结构的含义，能举出不同领域的实例，知道结构无处不在。了解结构与力的关系。结构无处不在。了解结构与力的关系。2 2、过程与方法目标、过程与方法目标能够通过对简单案例，分析结构是如何受力的。能够通过对简单案例，分析结构是如何受力的。3 3、情感态度与价值观目标、情感态度与价值观目标通过案例分

2、析，提高理解和分析问题的能力，培通过案例分析，提高理解和分析问题的能力，培养全面、系统的分析问题的能力，激发学习激情和兴养全面、系统的分析问题的能力，激发学习激情和兴趣。趣。教学目标教学目标蜂蜂 巢巢：18世纪初，法国学者马拉尔奇曾世纪初，法国学者马拉尔奇曾经专门测量过大量蜂巢的尺寸，令他感经专门测量过大量蜂巢的尺寸，令他感到十分惊讶的是，这些蜂巢组成底盘的到十分惊讶的是，这些蜂巢组成底盘的菱形的所有钝角都是菱形的所有钝角都是10928，所有的，所有的锐角都是锐角都是7032。后来经过法国数学家。后来经过法国数学家克尼格和苏格兰数学家马克洛林从理论克尼格和苏格兰数学家马克洛林从理论上的计算，如

3、果要消耗最少的材料，制上的计算，如果要消耗最少的材料，制成最大的菱形容器正是这个角度。从这成最大的菱形容器正是这个角度。从这个意义上说，蜜蜂称得上是个意义上说，蜜蜂称得上是“天才的数天才的数学家兼设计师学家兼设计师”。 （1）自然界中的结构）自然界中的结构蜘蛛网：蜘蛛网：蜘蛛也是自然界中出色蜘蛛也是自然界中出色的建筑师。它的蛛网织得何的建筑师。它的蛛网织得何等巧妙。有的学者发现，蜘等巧妙。有的学者发现，蜘蛛能根据地形地物蛛能根据地形地物“精确的精确的计算计算”出织多大的网，然后出织多大的网，然后“提出提出”最省料而能达到最最省料而能达到最大面积的大面积的“方案方案”，迅速而，迅速而准确地织出蛛

4、网。蛛网是自准确地织出蛛网。蛛网是自然界中独一无二的悬索结构。然界中独一无二的悬索结构。当代的悬索结构则是模拟蛛当代的悬索结构则是模拟蛛网的一大成就。网的一大成就。王莲：王莲：在美洲的亚马逊河上，生长着一种在美洲的亚马逊河上，生长着一种世界闻名的观赏植物世界闻名的观赏植物王莲。王莲有王莲。王莲有个圆形的大叶，浮在水面上，直径有个圆形的大叶，浮在水面上，直径有2米，一个五、六岁的孩子坐在上边，就米，一个五、六岁的孩子坐在上边，就像坐在船上。大约像坐在船上。大约100多年前，法国的一多年前，法国的一位园艺师兼建筑师约瑟夫位园艺师兼建筑师约瑟夫莫尼哀对王莲莫尼哀对王莲进行了研究。原来，王莲叶子的背面

5、有进行了研究。原来，王莲叶子的背面有许多又粗又大的叶脉，叶脉之间用许多许多又粗又大的叶脉，叶脉之间用许多镰刀形的横筋连着，构成了一种卓绝的镰刀形的横筋连着，构成了一种卓绝的网状骨架，可以承受很大的荷载。受王网状骨架，可以承受很大的荷载。受王莲的启发，他模仿王莲的叶脉结构，用莲的启发，他模仿王莲的叶脉结构，用钢筋和玻璃建造了一座水晶宫般的大花钢筋和玻璃建造了一座水晶宫般的大花房。房。世界上任何事物都存在结构，世界上任何事物都存在结构，结结构多种多样且决定着事物存在的性质构多种多样且决定着事物存在的性质。 结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。以上案例说明，结构无处不在，结构多种多样且决

6、定着事物存在的性质。自然界中结构的应用案例自然界中结构的应用案例1: 苍耳子与尼龙搭扣苍耳子与尼龙搭扣尼龙搭扣尼龙搭扣苍耳子苍耳子自然界中结构的应用案例自然界中结构的应用案例2: 鹰眼与导弹跟踪系统鹰眼与导弹跟踪系统鹰眼导弹系统鹰眼导弹系统鹰眼鹰眼鹰可以在几千米的高空准确无误地辨别地面上的动鹰可以在几千米的高空准确无误地辨别地面上的动物物,这是因为它的眼部结构比较特殊。人类每只眼睛的视这是因为它的眼部结构比较特殊。人类每只眼睛的视网膜上都有一个凹槽网膜上都有一个凹槽,叫做中央凹，老鹰眼中的中央凹却叫做中央凹，老鹰眼中的中央凹却有两个，这两个中央凹的作用不同，其中一个专门用于有两个，这两个中央凹

7、的作用不同，其中一个专门用于接收来自鹰头侧面物体的像，另一个用于接收来自鹰头接收来自鹰头侧面物体的像，另一个用于接收来自鹰头前方物体的像。这样，老鹰的视觉范围就宽多了，能兼前方物体的像。这样，老鹰的视觉范围就宽多了，能兼顾前方和侧面。根据鹰眼的结构，人们正在研制顾前方和侧面。根据鹰眼的结构，人们正在研制“ 鹰眼鹰眼”导弹系统。这种导弹系统能自动寻找、识别目标并跟导弹系统。这种导弹系统能自动寻找、识别目标并跟踪攻击踪攻击 人们从蝙蝠利用超声人们从蝙蝠利用超声波判断物体的能力，研制波判断物体的能力，研制了雷达。了雷达。夜蛾能发现蝙蝠，而使具有夜蛾能发现蝙蝠，而使具有超精细超声雷达的蝙蝠扑空，原超精

8、细超声雷达的蝙蝠扑空，原来蛾当蝙蝠的超声信号传来时会来蛾当蝙蝠的超声信号传来时会发出与蝙蝠定位回声极相似的超发出与蝙蝠定位回声极相似的超声，发出假信号诱骗蝙蝠。有的声，发出假信号诱骗蝙蝠。有的夜蛾身上有一种能吸超声波的绒夜蛾身上有一种能吸超声波的绒毛，使蝙蝠得不到一定强度的回毛，使蝙蝠得不到一定强度的回声。仿效飞蛾出现了现代的隐身声。仿效飞蛾出现了现代的隐身飞机。飞机。翅膀的结构与奥秘翅膀的结构与奥秘 在日常生活中，人们利用大自然中形形色色的结构带来的创造灵感，结合实际，创造和发明了大量的实用结构。（2）技术领域中的结构）技术领域中的结构 结构影响事物的性质和功能，结构方面存在的结构影响事物的

9、性质和功能，结构方面存在的一个小问题可能导致重大事故的发生。一个小问题可能导致重大事故的发生。 合理的结构是设计的基础，卓越合理的结构是设计的基础，卓越的结构是设计者和制造者的最高目标。的结构是设计者和制造者的最高目标。进行结构设计要具有高度的责任感。进行结构设计要具有高度的责任感。在社会领域：在社会领域：也普遍存在着结构现象。也普遍存在着结构现象。在技术领域：在技术领域：结构更加丰富，但必须要求合理。结构更加丰富，但必须要求合理。政治、经济、文化、艺术政治、经济、文化、艺术（3）社会领域中的结构）社会领域中的结构【马上行动马上行动】请举出给你印象较深的有关结请举出给你印象较深的有关结构的事例

10、。构的事例。自然界：自然界： 、 、 、 。 技术领域：技术领域： 、 、 、 。 社会领域：社会领域： 、 、 、 。 结构与力结构与力拉拉 力力物体所承受的拉拽力物体所承受的拉拽力 起吊重物的钢索、拔河时的绳子起吊重物的钢索、拔河时的绳子压压 力力挤压物体的力挤压物体的力 千斤顶的活塞、桥墩千斤顶的活塞、桥墩剪切力剪切力两个距离很近，大小相等，方向两个距离很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物体上的平相反，且作用于同一物体上的平行力行力 铆钉、机械中常用的连接件铆钉、机械中常用的连接件扭转力扭转力反方向向物体两端均匀施力，使反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力物体发生扭转形变

11、的力 汽车的传动轴、拧干中的衣服汽车的传动轴、拧干中的衣服弯曲力弯曲力 作用于物体作用于物体 ,使它产生弯曲的力使它产生弯曲的力 起重机的大梁、钓鱼竿起重机的大梁、钓鱼竿结构与力结构与力例：例：结构件的基本受力形式有拉力、压力、结构件的基本受力形式有拉力、压力、剪切力、弯曲力、扭转力等，下列说法不确剪切力、弯曲力、扭转力等，下列说法不确切的是（）切的是（） A、拉力指物体所承受的拉拽力、拉力指物体所承受的拉拽力 B、压力就是挤压物体的力、压力就是挤压物体的力 C、剪切力指大小相等、方向相反、作、剪切力指大小相等、方向相反、作用于同一物体上的平行力用于同一物体上的平行力 D、弯曲力指作用于物体，

12、使它产生弯、弯曲力指作用于物体，使它产生弯曲的力曲的力C结构与力结构与力分析这些结构的受力形式结构与力结构与力例：例：晾晒衣服时，通常的做法是在晾晒衣服时，通常的做法是在两根柱子之间系上一根软绳，在无两根柱子之间系上一根软绳，在无风情况下。在本结构中，柱子主要风情况下。在本结构中，柱子主要受到（受到（ ）A、弯曲力和扭转力、弯曲力和扭转力 B、弯曲力和压力、弯曲力和压力 C、剪切力和拉力、剪切力和拉力D、扭转力和拉力、扭转力和拉力B在分析结构的构件受力过程中，其侧重点是在分析结构的构件受力过程中，其侧重点是力引起结构的形变和破坏，而高中物理中力学分力引起结构的形变和破坏，而高中物理中力学分析的侧重点是力会改变运动