資源簡介

技術與設計2
結構與力
試驗一：
【試驗目的】
比較不同形狀的紙板能承受的壓力的大小。
【試驗準備】
取相同的三張紙板，大小均為10cm﹡40cm
取若干本書（用于支撐紙板）和給紙板加壓的重物（砝碼）
【實驗總結】
不同的結構所能承受的力是不同的。
紙板的跨度越小，抗壓能力越強
這一結論可以運用在橋梁建筑上，減小橋梁的跨度，可使橋梁更加牢固抗壓
瓦楞狀紙的抗壓能力更好
試驗二：
【實驗目的】
了解殼體結構的受力情況
【實驗準備】
大小相同的生雞蛋三只，合適的瓶蓋六只，木板一塊，磚頭等重物若干
【實驗過程】
將三只瓶蓋以三角形的形狀擺在桌面上，將雞蛋分別立于瓶蓋上，再在雞蛋上蓋上另外三只瓶蓋。
取一木板放在上面，輕輕將重物分次壓在木板上（注意:將重物放在三角形中心處）
【實驗記錄】
記錄雞蛋能承受的最大重量
【實驗總結】
因為雞蛋獨特的橢圓形造型，所以只要有重量壓在雞蛋上面，雞蛋所承受的重力便會向四周均勻散開，讓每個部位承受同樣的重力。殼體結構具有十分良好的承載性能，能以很小的厚度承受相當大的荷載。外力作用于殼體結構時，外力分布在整個表面，并利用殼體結構幾何形狀（曲面）的合理性，以材料直接受壓來代替彎曲內力，大大減小了彎矩，從而充分發揮材料的潛力。當石板的重力通過木板、瓶蓋傳遞到雞蛋上時，被均勻地分散到了蛋殼的表面上，所以雞蛋可以承受較大的壓力。烏龜的外殼屬于殼體結構，它能承受較大的壓力，保護身體不受損害。
穩固結構的探析
試驗一 ：
【實驗目的】
探究結構的重心與穩定性的關系
【實驗準備】準備A、B、C三個礦泉水瓶子，A瓶中裝滿水，B瓶中有半瓶水，C是空瓶
【實驗過程】
在外力的作用下，使它們傾斜，哪一個最先倒下，哪一個最后倒下？
【實驗總結】
重心越低越穩定
試驗二：
【實驗目的】 探究結構的穩定性與支撐面的大小的關系
探究結構的形狀、重心與穩定性的關系
【實驗準備】
兩瓶礦泉水（均裝半瓶或滿瓶）
【實驗過程】
將兩瓶礦泉水放在桌面上,放置方式如右圖所示
施加相同外力,看哪個先倒下
【實驗總結】
結構與接觸面所形成的支撐面的大小是影響結構穩定性的主要因素之一。
支撐面越小，穩定性越差
試驗三：
【實驗目的】
探究結構的形狀、重心與穩定性的關系
【實驗準備】
屏風模型，或利用木條、絹紙等材料制作的模型
【實驗過程】
1、將屏風的三個面放置于一條直線上，在其一側施加一個推力，觀察結果。
2、將屏風的左右兩側旋轉一定的角度，在其一側施加與以前相同大小的推力，觀察結果。
3、將屏風的各個部分之間的夾角減小一些，在其一側施加與以前相同大小的推力，觀察結果。
【實驗總結】
試描述屏風的各個部分夾角不同與其穩定性的關系。
隨屏風旋轉角度的增大，屏風穩定性由差轉好，再由好轉差
2、哪一種狀態，使屏風遮擋面積最大且穩定性較好。
（聯想到蜂房的正六邊形結構，應該是角度為120°時）
試驗四：
【試驗目的】
測試用不同截面形狀的構件做成的懸梁的強度。
【試驗準備】
制作截面積相同，截面形狀分別為三角形、圓形、正方形的紙筒各一個，托盤三個，重物若干。（教材為周長相同，其實截面積相同才能保證所用的材料一樣多，若都用一張紙的話不管截面形狀如何，截面積都是一樣的）
【試驗過程】
1、分別將不同形狀的紙筒的一端固定在桌子上，類似于跳水運動員起跳的跳板，形成懸梁結構。
2、分別在不同形狀的紙筒的另一端懸掛相同質量的重物，并依次不斷加相同質量的重物，觀察結果。
【試驗總結】
哪種截面形狀的紙筒可以承受更大的力？在進行試驗時應注意什么？
試驗中應注意不同截面形狀的紙筒懸掛重物的位置應該一致，也就是懸臂的長度應該相同，這樣才有可比性
在粘貼紙筒時，截面積相同所用材料相同
2、設想用截面為凹槽形狀的構件做懸梁，凹槽側向放置與向上放置所承受的重力是否不同？如有條件，可以進行試驗。
朝向不同，所能承受的壓力也不同
流程與設計
試驗一
【試驗目的】
理解雙色圓珠筆的安裝時序。
【 試驗準備】
雙色圓珠筆一支，試驗前將筆拆散。（提醒學生在動手過程中留意拆裝 環節、順序和所用的時間）
【試驗過程】
按照你自己的理解，設計安裝步驟，并進行安裝。寫出試驗成功的雙色圓珠筆的安裝步驟。
【試驗總結】
1、如果是幾次安裝成功的，請比較每次安裝的順序。
2、交流安裝的體會，說明正確安裝的時序及其原因。
試驗二
【實驗目的】
以提高效率為目的，優化制作紙制提兜的流程。
【實驗準備】
牛皮紙或較厚一點兒的紙，膠水，直尺，工具刀，釘書機等
【實驗過程】
1、對照模型，畫出圖紙。
2、A類小組編寫單人制作流程，每組制作2個提兜，并計算制作一個提兜所用時間。
3、B類小組編寫流水化制作流程，合作制作6個提兜，并計算流水化批量制作提兜平均每個提兜所用時間。（課本為“每個人”，錯誤）
4、展示討論兩種流程的時序和環節，說明流水化作業的優點
【試驗總結】
單人制作提兜的流程分制作袋兜和提手兩個大環節，紙兜：作圖、折紙、裁剪、粘貼；提手：折紙、裁剪、粘貼；左后將紙兜與提手連接起來；多人制作······
流水化制作比單人制作的工作效率提高了多少
如何進一步提高工作效率

控制與設計
試驗一：
【試驗目的】
通過圓形齒輪與條形齒輪 ( 齒條 ) 組合起來產生的控制作用 , 理解控制的含義。
【試驗準備】
圓形齒輪、條形齒輪組一個，其他材料根據自己的設計需要準備
【實驗過程】
在齒輪上安裝轉動手柄
將齒條平放在光滑桌面上
選擇合適的支架支持齒輪，保證齒間的嚙合
轉動齒輪上的手柄，觀察齒條的運動方式。（也可自行設計一個小試驗，使得當圓形齒輪轉動時 , 條形齒輪沿某一方向做直線運動）
【實驗總結】
通過齒輪組可將手動圓周運動轉變為直線運動。圓形齒輪與條形齒輪組合起來 ,能控制物體的前后挪動或物體的提放，電腦光驅上光盤盒彈出和縮回的控制，就應用了這一裝置。
實驗二：
【實驗目的】：了解開環控制系統的輸入與輸出之間的對應關系
【試驗過程】：
1. 沿輪廓剪下頭和軀干， 剪下四肢。
2.在適當位置扎若干小圓并通過圓孔將四肢與軀干連接起來（四肢可轉動）
3.在四肢與軀干連接的一端系上牽引線，結成一股。拉動牽引線，觀察猴子四肢的運動。
【試驗總結】：
1、說出系統的輸入量、輸出量各是什么。
2、將其為了使猴子有臉部表情，你可做哪些改進？
3.在試驗過程中，有哪些問題，如何解決？

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