第一单元+结构及其设计+课件-【知识精讲精研】高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计1》

结构与设计文秀必修二常见结构的认识稳固结构的探析结构功能的实现简单结构的设计1234CONTENTS常见结构的认识1、感知丰富的结构金刚石和石墨的物理性质为什么有很大的差别？金刚石和石墨中的碳原子的排列结构不同“结构”一词在许多语境中都有使用：文章的结构、汉字的结构原子结构、分子结构、细胞结构人体结构房屋结构、桥梁结构某市的人口结构、家庭结构、产业结构……1、感知丰富的结构结构的含义：事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列1、感知丰富的结构世界上任何事物都存在结构，结构多种多样且决定着事物存在的性质1、感知丰富的结构自然界中的结构技术领域的结构社会领域的结构（1）自然界中的结构（1）自然界中的结构尼龙搭扣苍耳子（1）自然界中的结构通过对自然界中结构的分析和研究，人们将其研究成果应用到技术领域，更好的服务于人类。鹰眼鹰眼导弹跟踪系统鸟飞机鱼鳍船桨鸭脚脚蹼（2）技术领域中的结构（2）技术领域中的结构结构影响性质和功能，合理的结构是事物存在和发展的基础，卓越的结构是设计者和制造者长期的追求。如果结构存在问题，也许就会导致重大事故的发生。案例分析：魁北克大桥的坍塌思考：大桥坍塌的原因是什么？设计师擅自改变桥的结构。不合理的结构会使结构或材料所受到的外力超过其承受的极限。

（3）社会领域中的结构学生会组织结构家庭结构2、认识结构的受力

力学角度：结构是指可承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。

一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这些组成部分通常称为构件。分析结构受力，首先要清楚组成结构的构件受到哪些力的作用，其次要清楚在这些力的作用下，构件能否安全、可靠地工作，也就是对构件进行承载能力的分析。2、结构的受力技术学科对力的分析与物理学科受力分析的区别？物理学科：分析物体受到的外力的作用，力作用下物体的外部形状和运动状态的改变及其所遵循的规律。技术学科：分析物体受到外力作用后，对物体内部结构的影响或要求及其规律。PPT模板http:///moban/小实验：请同学们准备一张纸巾，折叠成条状，将纸条看成是组成结构的构件，两手抓住纸条两端，按照图1-13依次操作，观察纸条产生怎样的变形。构件的受力形式受拉受压受弯曲受剪切受扭转构件的受力形式思考：分析秋千构件的受力形式尝试分析秋千的横杆、支杆、吊索、坐面的受力形式?思考：分析梁的受力形式梁只是由混凝土材料构成的吗?思考：分析梁的受力形式辨析结构的类型实体结构通常是指结构体本身是实心的结构。它的受力特点是，外力分布在整个体积中，如实心墙、大坝、实体物。辨析结构的类型框架结构通常是指由细长的构件组成的结构，其构件的几何特征是横截面尺寸比长度小得多。它的受力特点是，竖直和水平方向都能承受力。辨析结构的类型壳体结构通常是指层状的结构。其几何特征是厚度比长度和宽度小得多。受力特点：外力作用在结构体的表面上（能将力分散开）。辨析结构的类型蛋壳外形的结构能够通过精妙的弧度，将压力分散到蛋壳的每一部分，蛋壳的拱形结构使鸡蛋能承受较大的压力。辨析结构的类型组合结构通常是指在生产生活实际中，很多物体的结构是由两种或两种以上的基本结构类型组合而成的。辨一辨练习如图所示是一种压紧装置示意图，在力F作用下，加力杆通过连杆带动压杆将物体压紧。支撑杆1、支撑杆2、销轴的主要受力形式是？支撑杆1受拉、支撑杆2受压、销轴受剪切练习如图所示的压紧机构，在力F的作用下，驱动杆通过连杆、摆杆、滚子将工件压紧。压紧时，连杆、摆杆的主要受力形式是（）A．连杆受弯曲、摆杆受压

B．连杆受扭转、摆杆受压C．连杆受扭转、摆杆受拉

D．连杆受弯曲、摆杆受拉D练习

如图所示的结构中，关于硬杆AB，BC受力形式分析正确的是（）A．AB受压、BC受拉B．AB受弯曲、BC受拉C．AB受拉、BC受弯曲D．AB受弯曲、BC受弯曲A探究结构的稳定性结构的稳定性结构及其设计结构的稳定性是指结构在负载的作用力下维持其原有的平衡状态的能力。(简单理解：不容易倒的能力)1、结构的稳定性它是结构的重要性质之一，如果一个物体的结构不能有效地抵御荷载的作用，那么该物体就很难承受荷载而保持原有的平衡状态。试验一：取两个相同的矿泉水瓶放在同一个桌面上，一个空的，一个装小半瓶水。轻轻晃动桌子，比较两个瓶子的稳定性。想一想下列物品为什么不容易倒？影响结构稳定性的因素一：重心位置重心的高低影响结构的稳定性。重心越低，稳定性越好；重心越高，稳定性越差。空心实心想一想比萨斜塔为什么不倒？对于一个静止状态结构而言，如果重心所在点的垂线落在结构底面范围内，就是稳定的。结构稳定的基本条件：试验二：取两个相同的瓶子放到桌子上，一个正立，一个倒立，如果晃动桌子，比较二者的稳定性。想一想：为什么课桌椅的支撑脚要做成往外倾斜的？支撑面：物体与地面接触形成支撑点的连线所构成的面。接触面：物体与地面接触形成的面。支撑面接触面影响结构稳定性的因素二：支撑面的大小想一想：为什么相机的脚架要设计成三角形？三角形稳定性好，不易变形，三角形具有结构稳定性。四边形在外力作用下，形状和大小很容易被改变，四边形具有结构不稳定性。1.重心位置2.支撑面积的大小3.结构形状影响结构稳定性的因素有：

探究结构强度结构的强度为什么会这样呢？结构的强度

结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。(简单理解：不容易被破坏的能力)如何衡量强度的大小？应力应力σ（单位横截面积所受的内力）σ=FAF

——内力，当一个结构受到外力作用时，内部各质点之间的相互作用会发生改变，产生一种抵抗的力。A

——受力面积σ——应力F外F内F内＝F外F外当应力达到某一极限值（容许应力）时，结构就会遭到破坏。思考：相同材料制成不同粗细的绳子，为什么细的绳子比较容易被拉断？F外F内σ——应力F外影响结构强度的主要因素：结构的形状（1）结构的外部形状：三角形（牢固且省材料）（2）

组成结构的构件的截面形状结构的强度结构的强度不同横截面形状的构件强度不一样。当长度、体积和材料相等相同而截面形状不一样的梁承受一横向负荷或纯弯矩作用时，承受弯曲应力由大到小分别是“工”字形>圆形>方形>矩形结构的强度以下分别为玻璃杯、塑料杯、不锈钢杯，哪一种最易被摔破？影响结构强度的主要因素：结构的材料影响结构强度的主要因素：结构的连接方式结构的连接是指通过一定的连接物将构件组成整体结构。铰连接：构件在连接处不能相对移动，但可以相对转动。铰链连接、松螺栓、合页连接等。刚连接：构件在连接处不能相对移动，也不能相对转动。榫接、胶接、钉接、焊接等。连接方式结构的连接方式铰连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，但可以相对转动。结构的连接方式刚连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，也不能相对转动3.结构的连接方式2.使用的材料1.结构形状影响结构强度的因素有：

结构功能的实现结构功能的实现

结构对事物的功能和作用产生着直接的影响，结构的改变可能导致功能的改变。结构功能的实现结构功能的实现需求：方便携带，节省空间，多功能。实现方式：可折叠需求：方便运输、储存实现方式：易组装，易拆卸需求：方便携带，节省空间实现方式：可伸缩小结1.结构的稳定性

重心、支撑面、形状2.结构的强度

形状、材料、连接方式3.结构的改变可能导致功能的改变经典结构欣赏欣赏经典结构

可以从技术与文化两个角度进行赏析技术的角度主要有：1.结构的使用功能的实现；2.结构的稳固耐用；3.结构造型设计的创意和表现力；4.材料使用的合理性；5.工艺制造的精湛程度等。文化的角度主要有：1.结构的文化寓意与传达；2.公众认可的美学原则；3.反映的时代、民族、习俗方面的特征；4.结构的个性特征等。飞檐飞檐技术角度

1.功能飞檐向外和向上伸翘起的屋角，使十分庞大、高耸的屋顶显得格外生动而轻巧，扩大了采光面，有利于排泄雨水。2.结构设计挑出的飞檐由斗拱承托，形成