資源簡介

第一單元 結構與設計 復習學案
設計：王濤 審核：趙振鋒
【復習目標】
1．能從力學角度了解結構的概念，能對簡單的結構實例進行分類。★
2．能結合簡單的結構案例，分析結構是如何承受力的。★
3．理解結構的穩定性和影響結構穩定性的主要因素。★★★
4．將結構的形狀、材料、連接方式等方面對結構強度的影響運用到常見的設計，并對不同領域中的一些案例進行分析、優化和改進。★★★
5．理解結構與功能的關系，能對一個簡單的對象進行結構設計，繪出簡單的設計圖紙。★
6．學會對結構的設計案例進行評價。★
【課前預習案】
一、結構的涵義
1、結構是指物體的各組成部分之間的 和 。
2、結構的本質：結構是可承受一定應力的物體形態，可用來抵抗引起 和 改變的力。 簡單地說，結構是為了 和 ，這便是結構的本質。
二、結構的類型并舉例說明（從力學的架構與形態考慮）
結構分類 概念 受力特點 舉例
結構體本身是實心的結構 外力分布在整個體積中 實心墻、大壩
由細長的構件組成的結構 支撐空間而不充滿空間 輸電鐵塔、腳手架
結構體是層狀的結構 外力作用在結構體的表面上 貝殼、頭盔
三、構件的基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭曲力和彎曲力，對應的變形形式：拉伸、壓縮、剪切、扭轉和彎曲。（此題為連線題）
拉力 兩個距離很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物體的平行力 拔河
壓力 物體反承受的拉拽力 剪刀
剪切力 反方向向物體兩端均勻施力，使物體發生扭轉形變的力 擰衣服
扭轉力 擠壓物體的力 彎弓
彎曲力 作用于物體，使它產生彎曲的力 壓路機
四、應力與強度
1、內力:外力使構件發生變形的同時,構件內部分子之間隨之產生一種抵抗變形的抵抗力,稱為 。內力,是用來抵抗外力與變形,并力圖使變形部分復原的力.
2、應力:作用在單位面積上的內力稱為 。當應力達到某一極限值時，結構就會遭到破壞。這個極限值叫做容許應力。應力公式如下： 。應力σ的計量單位為 。用應力來衡量強度，既科學又準確。
五、影響結構強度的主要因素: 、 、 等。
1、 ：構成形狀略作改變，強度就會改變。結構的形狀可分為兩類：一是結構的外部形狀，二是結構的構件截面形狀。三角形是框架結構中最基本的形狀之一,它結實、穩定，所用材料最少。
2、 ：不同的材料有承受不同應力極限的能力。形狀相同，材料不同，強度就不同。
3、 （結構的連接）：不同的連接方式，受力傳遞方式和效果不一樣。構件的連接方式不同，強度也不同，不同的材料對應有不同的連接方式。
構件之間的連接方式常見的有兩類兩類：
（1） （可相對運動式）：被連接的構件在連接處不能相對移動，但可相對轉動，具體有松螺栓、松鉚等。如： 。
（2） （不可相對運動）：被連接的構件在連接處既不能相對移動，也不能相對轉動，具體有榫接、膠接、焊接等，如： 。
六、結構的穩定性
1、 :是指結構具有阻礙翻倒或移動的特性.或者說，結構的穩定性是指結構在負載的作用下維持其原有 的能力。
2、影響結構的穩定性因素： 、 和 ，還有 。
注意：①運動狀態下與靜止狀態下物體的穩定條件有所不同。如：自行車，高空走鋼絲手持長桿。②結構不穩定也有其用途，比如利用倒置的酒瓶的不穩定作地震警報。
七、結構設計應考慮的主要因素： 、 、 、 、 、 、 等。
八、經典結構設計的欣賞：可以從 與 兩個角度進行。
（1）技術的角度主要有：結構功能、穩固耐用、造型設計的創意和表現力、材料使用的合理性，工藝制造的精湛程度等。
（2）文化的角度主要有：文化寓意與傳達，公眾認可的美學原則，反映的時代、民族、習俗方面的特征、結構的個性特征等。
要避免太功利化，除滿足人的物質需求外，還要關注人的審美準則、民族特色、生態文化。
【課堂學習案】
＄1[合作探究]
以“結構與設計”為主題，以小組為單位，合作完成本單元的知識結構圖。
＄2[當堂檢測]
★1、結構的本質是（ ）
A、構成自身的空間形態B、物體各個組成部分的疊加
C、承受力和抵抗變形 D、物體的主體框架和構造形式
2、狩獵者從灌木叢走過，褲子沾滿了令人討厭的蒼耳子。仔細觀察蒼耳子，它的表面布滿了許多小刺，每根刺上都有細細的倒鉤，碰到纖維的衣物，便粘在上面。瑞士的喬爾吉·朵青斯經過8年的研究，根據蒼耳子的結構發明了（）
A、拉鏈 B、尼龍搭扣 C、魚鉤 D、飛機
3、分析下列物體的結構類型，判斷哪個屬于實體結構。（ ）
A、電燈泡 B、乒乓球 C、橡皮檫 D、籃球
4、下列選項中，屬于框架結構的是（）
A、房屋的墻體B、中國萬里長城C、化工廠的儲油罐D、教室的門窗
5、分析下列物體的結構類型，判斷哪個不屬于殼體結構。（ ）
A、摩托車頭盔 B、圓形陶瓷飾品 C、貝類 D、金字塔　
★6、2008年北京奧運會主會場被人們親切地稱做“鳥巢”。 因其主體由一系列輻射式鋼狀結構旋轉而成，酷似中國瓷器裂紋和“鳥巢”形狀，而得名“鳥巢”。“鳥巢”的結構采用的是 結構，在其設計過程中，充分體現了哪些設計原則 。
①這種“鳥巢”結構的特點是（ ） 。 A外力分布在整個體積內 B構件支撐空間而不充滿空間 C外力作用在“鳥巢”表面 D符合中國古代建筑風格
②“鳥巢”設計方案的修改涉及VIP專用逃生通道以及觀眾席逃生通道的設計，便于在遭遇突發事件時大大縮短觀眾逃生時間，這種設計體現的人機關系是____________。
★7、晾曬衣服時，通常的做法是在兩根柱子之間系上一根軟繩，如圖所示。在本結構中，柱子主要受到（ ）。
A、彎曲力和扭轉力B、彎曲力和壓力
C、剪切力和拉力D、扭轉力和壓力
8、用打氣筒給自行車打氣時，打氣筒活塞桿的受力形式是（）。
A、始終承受拉力B、始終承受壓力
C、下壓時承受壓力 D、上提時承受壓力
9、材質相同，截面粗細不同的兩個桿件，在相同的拉力作用下，遭受破壞的程度不一樣，細截面的桿件先被破壞，原因是（ ）
A、截面越大，桿件的內力越大 B、截面越小，桿件的內力越小
C、截面越大，桿件單位面積承受的應力越大 D、截面越小，桿件單位面積承受的應力越大
10、我們經常看到馬路旁邊的廣告牌后面的支撐架是三角結構的，從這種現象中我們看出以下哪個因素（ ）影響著結構強度？ A、材料B、形狀C、構件 D、連接方式
11、一般情況下，不銹鋼杯比紙杯的強度大，這說明了結構的強度與下面那個因素有關。（ ）
A、重點位置 B、結構的材料 C、結構的形狀 D、綜合利用以上各因素
★12、鋼筋擅長抗拉力，混凝土擅長抗壓力。如下圖，樓板和陽臺的加固鋼筋位置都安裝正確的是（ ）。
13、范仲淹的“先天下之憂而憂，后天下之樂而樂”使岳陽樓聞名天下。它是一座三層的純木結構建筑，斗拱、飛檐的結構復雜，工藝精美，令人驚嘆。斗拱使屋面凹曲，飛檐使沉重的建筑增添了輕快欲飛的美感。體現了高貴華美的風韻，豐富了中國古代建筑文化。
根據上面一段文字材料分析：木結構的各個構件，它們之間的連接方式是( 　 )。
A、榫接 B、鉸連接 C、剛連接 D、焊接
14、下列結構中，構件之間的連接不是鉸連接的是（ ）
A、教室門與門框的連接B、籃球框與籃板的連接
C、自行車剎車柄與車把的連接D、折疊傘傘骨間的連接
15、人們利用啤酒瓶倒置來預報地震，主要是根據啤酒瓶倒置時，它是根據（　　）原理實現的。
A．重心下移，穩定性降低 B．重心上移，穩定性降低
C．重心下移，穩定性增加 D．重心上移，穩定性增加
16、2007年8月3日下午五點左右，一場13 級的大風暴雨”突襲”上海國際賽車場．導致臨時看臺的座椅被整體掀翻，吹倒在 Fl 賽道上．但整體結構基本未被破壞。從結構與力角度分析．這主要反映了座椅結構的什么問題？（ ）
A、結構強度不高 B、安放位置不合C、結構穩定性不高 D、不屬于以上問題
17、設計一個方便人戶外活動攜帶，保護衛生、無環境污染的水壺，則產品的結構是（）
A 、折疊式不銹鋼杯 B、塑料壺 C、一次性杯D、鐵水壺
18、以下哪個不是奧運火炬“祥云”結構設計過程中考慮的主要因素是（）
A、材料 B、環保 C、文化 D、使用者的個性化需求
19、賞析結構設計作品，可從技術角度和文化角度進行，下面不屬于技術角度的是（）
A、結構的穩固耐用 B、材料的使用 C、工藝的精湛程度 D、公眾認可的美學原則
20、趙州橋的弧形平拱和敞肩小拱給人以巨身輕靈、躍躍欲飛的動感。這是從（ ）賞析結構設計作品的。A、實用功能上 B、形式上 C、技術的角度 D、文化的角度
★21、傳統中國風箏的工藝概括起來只有四個字：扎、糊、繪、放，簡稱“四藝”。簡單地理解這“四藝”即扎架子，糊紙面，繪花彩，放風箏。而這“四藝” 的綜合運用就是要風箏的設計與創新達到更高的水平。為了設計出更好的風箏，技術的( )貫穿于整個工藝過程。
A、目的性 B、創新性 C、綜合性 D、兩面性
【課后拓展案】
肯
尼迪圖書館　真正使貝聿銘聲名遠揚，躋身于世界級建筑大師行列的是對約翰 ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "歡迎登陸21世紀教育網" \t "_blank )肯尼迪圖書館的設計和建造。一九六四年，為紀念已故美國總統約翰·肯尼迪，決定在波士頓港口建造一座永久性建筑物－－約翰 肯尼迪圖書館。起初，肯尼迪家族在一大群應選的一流建筑師中沒有太注意貝聿銘這位「初生之犢」，但當他生動地 ( http: / / www.21cnjy.com / " \l "0$b74124f3277dc24d342acc3c" \o "歡迎登陸21世紀教育網" \t "_blank )描述了根據建筑場地所作的設計、建筑材料的選用、以及如何賦予這座建筑物以特殊的目的和意義之后，深深地獲得了肯尼迪遺孀杰奎林的激賞。她斷言：“貝聿銘的唯美世界無人可與之相比，我再三考慮后選擇了他。”這座建造了十五年之久。于一九七九年落成的圖書館，由于設計新穎、造型大膽、技術高超，在美國建筑界引起轟動。被公認是美國建筑史上最佳杰作之一。美國建筑界宣布一九七九年是“貝聿銘年”，授予他該年度的美國建筑學院金質獎章。
內力：構件在外力作用下會變形，同時構件內部各質點之間的作用力發生改變。
1.廣義：事物各個組成部分的有序搭配和排列。
1.結構的定義
2.狹義：可承受一定應力的物體形態。
構件：事物各個組成部分。
1.認識結構
應力：構件單位截面面積所受的內力
2.探究結構
結構與設計
3.
4.
繪制知識結構圖的流程：
（1）選取一個要制作知識圖的知識領域；
（2）確定關鍵知識點和相應的等級；
（3）初步擬定知識圖的縱向分層和橫向分支；
（4）建立知識點之間的連接，并在連線上用連接詞標明兩者之間的關系；
（5）在以后的學習中不斷修改和完善。

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