常見結(jié)構(gòu)的認(rèn)識

《技術(shù)與設(shè)計2》結(jié)構(gòu)與設(shè)計流程與設(shè)計系統(tǒng)與設(shè)計控制與設(shè)計四個主題都是專題性技術(shù)設(shè)計,它們具有典型意義,并與技術(shù)的開展密切相關(guān)聯(lián)。學(xué)習(xí)這些技術(shù)與設(shè)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(zhì)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(jié)構(gòu)不同而引起的1、無處不在的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(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(shù)領(lǐng)域:社會領(lǐng)域:自然界形形色色的結(jié)構(gòu)給了人們無窮的創(chuàng)造靈感和啟示。世界上任何事物都存在結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)多種多樣且決定著事物存在的性質(zhì)?！舅伎肌?、為什么要研究結(jié)構(gòu)？2、生產(chǎn)生活中還有哪些產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)是受到自然界事物結(jié)構(gòu)的啟發(fā)而產(chǎn)生的？3、我們?nèi)祟惡枚嗟胤讲蝗鐒游?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(tǒng)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(jié)構(gòu)眾多堿基對的排列,決定了各種生物的特性。

希臘帕特農(nóng)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(jié)構(gòu)給人的啟示蜂窩紙板社會領(lǐng)域也存在結(jié)構(gòu)現(xiàn)象一篇文章企業(yè)家庭結(jié)構(gòu)班級結(jié)構(gòu)……合理的結(jié)構(gòu)是事物存在的根底，卓越的結(jié)構(gòu)是設(shè)計者和制造者的重要追求?？笨舜髽虻奶喿x結(jié)論:結(jié)構(gòu)影響著它們的性質(zhì)和功能,結(jié)構(gòu)方面存在的一個小問題也許就會導(dǎo)致重大事故的發(fā)生。

思考：大橋坍塌的原因是什么？擅自改變橋的結(jié)構(gòu)。

歸納從自然界、技術(shù)領(lǐng)域、社會領(lǐng)域三個層面逐步深入地認(rèn)識結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)都要承受一定力的作用。那么結(jié)構(gòu)與力有什么關(guān)系呢？2結(jié)構(gòu)與力

橋梁結(jié)構(gòu)受力通過分析椅子和橋的共同之處：

〔1〕這些結(jié)構(gòu)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(nèi)都具有抵抗其形狀和大小改變的能力。

從力學(xué)角度來說,結(jié)構(gòu)是指可承受一定力的架構(gòu)形態(tài),它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。生活中很多結(jié)構(gòu)在一定外力作用下就會遭到破壞

馬上行動指出下例結(jié)構(gòu)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(cè)向壓力、風(fēng)的作用力、自身重力等桌面物體的壓力，自身重力等箱內(nèi)物體的重力、擠壓力、自身重力等構(gòu)件的受力形式當(dāng)我們知道了結(jié)構(gòu)與力的關(guān)系后，還需要進(jìn)一步了解作用在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上的各種力。也就是構(gòu)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(zhuǎn)力反方向向物體兩端均勻施力,使物體發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變的力彎曲力作用于物體,使它產(chǎn)生彎曲的力馬上行動P005提問:梁只是由混凝土材料構(gòu)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(xué)們設(shè)計一個懸掛吊蘭的支架。物理學(xué)與通用技術(shù)研究力的角度不同,物理學(xué)往往研究外力,把物體當(dāng)質(zhì)點,哪怕是地球,在研究它繞太陽轉(zhuǎn)動時,仍把它當(dāng)作質(zhì)點。而技術(shù)學(xué)那么關(guān)注一個物體內(nèi)部受力情況。在分析結(jié)構(gòu)的構(gòu)件受力過程中，其側(cè)重點是力引起結(jié)構(gòu)的形變和破壞，物理中力學(xué)分析的側(cè)重點是力會改變運動狀態(tài)。因此，在分析受力情況的過程中，不應(yīng)只注意靜態(tài)受力與運動狀態(tài)，而無視了結(jié)構(gòu)的形變和破壞。結(jié)構(gòu)受力分析：椅子橋結(jié)構(gòu)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(fù)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?！继骄炕顒印奖容^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(qiáng)？2、還有更好的方案嗎？

3.舉例說明這一結(jié)論在實際應(yīng)用中有什么意義。

4.如果把紙板折成瓦楞狀,試驗結(jié)果會發(fā)生什么變化?

3、結(jié)構(gòu)的分類根據(jù)物體結(jié)構(gòu)形態(tài)在受力時承受和傳遞力的方式差異實體結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)實體結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)體由細(xì)長的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)：通常是指層狀的結(jié)構(gòu)受力特點：外力作用在結(jié)構(gòu)體的外表上，如摩托車手的頭盔，飛機(jī)的外殼，貝殼。

殼體結(jié)構(gòu)試驗、雞蛋試驗案例.wmv請區(qū)分結(jié)構(gòu)的類型自行車也是由假設(shè)干結(jié)構(gòu)組合而成的。其中承重局部是框架結(jié)構(gòu)，擋泥板是殼體結(jié)構(gòu)，腳踏與鏈輪之間是傳動結(jié)構(gòu)〔屬于機(jī)械結(jié)構(gòu)〕等。結(jié)構(gòu)的類型

【馬上行動】物體結(jié)構(gòu)實體結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)體的外表

√

外力分布在整個體積中√結(jié)構(gòu)體的外表結(jié)構(gòu)體的外表

√

√支撐空間卻不充滿空間

√結(jié)構(gòu)體的外表√結(jié)構(gòu)體的外表√支撐局部空間，分布在局部體積中練習(xí)：當(dāng)出現(xiàn)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(hù)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(jié)構(gòu)，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(dāng)汽車前端發(fā)生強(qiáng)烈碰撞時，平安氣囊就會瞬間從汽車方向盤內(nèi)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(cè)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(xí)一、選擇題1、以下關(guān)于物體結(jié)構(gòu)類型分類錯誤的選項是〔〕A.柵欄屬于框架結(jié)構(gòu)B.大壩屬于框架結(jié)構(gòu)C.烏龜外殼屬于殼體結(jié)構(gòu)D.橋墩屬于實體結(jié)構(gòu)

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(jié)構(gòu)的是〔〕A.雞蛋B.油罐C.自行車D.摩托車頭盔4、某一結(jié)構(gòu)的受力特點是，外力均勻作用在結(jié)構(gòu)體的外表，這種結(jié)構(gòu)屬于〔〕A.實體結(jié)構(gòu)B.框架結(jié)構(gòu)C.混合結(jié)構(gòu)D.殼體結(jié)構(gòu)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