資源簡介

第一單元 結構與設計
課程標準
（1）了解結構的涵義，能從力學的角度理解結構的概念和一般分類。
（2）能結合1～2種簡單的結構案例，分析結構是如何承受應力的。
（3）能通過技術試驗分析影響結構的強度和穩定性的因素，并寫出試驗報告。
（4）能確定一個簡單對象進行結構設計，并繪制設計圖紙，做出模型或原型。
（5）能從技術和文化的角度欣賞并評價典型結構設計的案例。
知識提綱
一、常見結構的認識　　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。　1、定義：
　結構是指事物的各個組成部分之間的________和____ _。
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___ __和____ _改變的力。
一個較復雜的結構由許多不同的部分組成，這些組成部分通常稱為 。如自行車的車輪、氣門等。
2、結構構件的基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力。
做P006“馬上行動”
3、類型：
根據物體的結構形態，通常將結構分為 、 和殼體結構三種基本類型。實體結構是指結構體本身是實心的結構。它的受力特點是，外力分布在整個體積中，如實心墻、大壩等；框架結構是指結構體由細長的構件組成的結構。其特點是，支撐空間而不充滿空間，如鐵架塔、建筑用腳手架，廠房的框架等；殼體結構是指層狀的結構。它的受力特點是，外力作用在結構體的表面上，如摩托車手的頭盔、飛機的外殼、貝殼等。
二、穩固結構的探析
1、結構的穩定性：是指結構在 的作用下，維持其 的能力。它是結構的重要性質之一。
影響結構穩定性的因素有多種，主要有 、結構與地面接觸所形成的支撐面的大小、 。對于一個結構而言，如果重心所在點的垂線落在結構底面的范圍內，就是穩定的，不會出現傾倒。
2、結構的強度：是指結構具有的抵抗 的能力。
影響結構強度的主要因： 、 、 。三角形是框架中最基本的形狀之一，它結實、穩定，所用材料最少。
構件的連接方式：
鉸連接：被連接的構件在連接處不能相對移動，但可相對轉動。
如 折疊傘傘骨間的連接、門與門框的連接等
　剛連接：被連接的構件在連接處既不能相對移動，也不能相對轉動。
如 固定鐵床架的連接、不可移動的桌腿與桌面的連接等
3.結構與功能
結構不僅是事物存在的一種形式，而且對事物的功能和作用產生著直接影響。結構的變化可能導致功能的變化。
三、簡單結構的設計
1．設計要規范 滿足使用者需求。
2．結構設計要考慮的主要因素：功能，個性化需要，成本是主要考慮因素；安全是至關重要的因素。
3、閱讀P26“簡易相片架設計”，掌握一是如何進行結構設計，二是技術設計的解決方案是不唯一的，解決技術問題的答案也不是非此即彼的。
四、經典結構的欣賞
能從技術和文化的角度欣賞典型結構設計提高自身的技術素養
鞏固練習
一、1．我們所用的板凳屬于（??? ）結構。
A實心結構???? B框架結構???? C空心結構???? D殼體結構
2．在舉辦運動會的時候，運動員在單杠上做大回環姿勢時，會使杠體
產生（??? ）變形。
A拉伸???????? B彎曲???????? C壓縮???????? D斷裂
3．下列屬于恒載的是（??? ）。
A雪載???????? B風載???????? C雨載???????? D房梁
4．下列屬于拱結構特點的是（??? ）。
①???? 矩形平面。②???? 美觀。③???? 有利于承載。
A①②????????? B①③???????? C②③????????? D①②③
5．影響結構穩定性的因素有（??? ）。
①物體的形狀。②材料。③材料之間的聯接方式。④物體重心的位置。
A①②③??????? B②③???????? C①④????????? D①②③④
6.分析下列物體的結構類型，判斷哪個不屬于殼體結構（ ）
A西瓜 B圓形陶瓷飾品 C貝類 D金字塔
7.我們常用的A形梯不采用鉛合金片，而是采用長方形截面的構件，這說明以下哪能個因素（ ）影響著結構的強度？
A材料 B形狀 C 構件 D連接方式
二、自然界中的椰子、桂圓、西瓜、貝類、蛋、龜等，都屬于殼體結構。它們遵循著適者生存的法則，經過漫長的歲月的演變，選擇了最合理的外形。它們以較薄的外殼，獲得了較大的承受外力的卓越性能。這一事實，給我們帶來了發明創造的寶貴靈感！
問題：
8、為什么它們以較薄的外殼，獲得了較大的承受外力的卓越性能？（用力學知識解釋）
9、人們運用仿生學，制造了許多殼體結構的物品請舉幾例？

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