資源簡介

專題梳理1　技術(shù)與設(shè)計、設(shè)計的過程與原則、技術(shù)試驗
1技術(shù)與設(shè)計【必修 技術(shù)與設(shè)計1 第1—31頁　指導意見第9 —13頁】
1．技術(shù)是實現(xiàn)具有一定使用價值的創(chuàng)造性實踐活動。
2．技術(shù)具有保護人、解放人、發(fā)展人的作用。
(1)保護人：保護人不受生理上的傷害。
(2)解放人：人依靠技術(shù)解放或延伸了身體器官的功能，拓展了活動空間，提高了勞動效率。
(3)發(fā)展人：人在探究技術(shù)、使用技術(shù)、發(fā)展技術(shù)的過程中，改變著人的主觀世界。
3．技術(shù)促進了社會生產(chǎn)的發(fā)展，改變了社會生活的方式，豐富了社會文化的內(nèi)容，是推動社會發(fā)展和文明進步的主要動力之一。人類依靠技術(shù)得以利用自然和改造自然，并與自然保持和諧共處的友好關(guān)系。
4．技術(shù)的性質(zhì)分別是目的性、實踐性、綜合性、創(chuàng)新性、復雜性、專利性。
(1)目的性：從一定的具體目的出發(fā)，針對具體的問題，形成解決的辦法，滿足人們某方面的具體需求。
(2)實踐性：是指根據(jù)人的需要把自然物加工成具有某種使用價值的人造物的活動。它主要表現(xiàn)在兩個方面：一方面是技術(shù)產(chǎn)生于實踐之中；另一方面是技術(shù)只有在人的實踐活動之中才能變?yōu)楝F(xiàn)實。技術(shù)是一種實踐性知識，其具體的內(nèi)容和形式隨著時代的發(fā)展而不斷演變。技術(shù)的現(xiàn)實價值在于回歸實踐并服務于實踐，依賴技術(shù)的發(fā)展，人們提高了實踐的效率和質(zhì)量，改善了實踐的環(huán)境和手段，降低了實踐的成本和風險。
(3)綜合性：首先體現(xiàn)在技術(shù)與科學的關(guān)系上。技術(shù)不僅與科學有著緊密的關(guān)系，還與社會、工程、數(shù)學、藝術(shù)等學科有著千絲萬縷的聯(lián)系。技術(shù)與科學的區(qū)別：科學側(cè)重認識自然，力求有所發(fā)現(xiàn)；技術(shù)側(cè)重利用和合理地改造自然，力求有所發(fā)明。
(4)創(chuàng)新性：創(chuàng)新是技術(shù)發(fā)展的核心。每一項技術(shù)的問世都是創(chuàng)新的結(jié)果。技術(shù)的發(fā)展需要創(chuàng)新，技術(shù)創(chuàng)新表現(xiàn)為技術(shù)革新和技術(shù)發(fā)明。技術(shù)創(chuàng)新是一個艱難而曲折的歷程。技術(shù)發(fā)明是一種新技術(shù)的產(chǎn)生；技術(shù)革新是在原有技術(shù)的基礎(chǔ)上的變革或改進。
(5)復雜性：隨著技術(shù)的發(fā)展，人們需求的日益豐富，技術(shù)越來越呈現(xiàn)出復雜性特征。一方面，技術(shù)的內(nèi)容和體系越來越復雜；另一方面，技術(shù)使用和應用的環(huán)境也越來越復雜。正是由于技術(shù)的復雜性，以及一定時期人類思維的局限性和有限性，技術(shù)客觀上具有兩面性。
(6)專利性：專利所有權(quán)人對專利技術(shù)具有一定的壟斷性。具體的專利申請步驟：提交申請階段→受理階段→初審階段→公布階段→實審階段→授權(quán)階段。專利申請遵循先申請原則。
5．設(shè)計是基于一定設(shè)想的、有目的的規(guī)劃及創(chuàng)造活動。設(shè)計是技術(shù)發(fā)展的重要驅(qū)動力。設(shè)計是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的橋梁和紐帶，設(shè)計促進技術(shù)的革新。通過設(shè)計，可以把技術(shù)的潛在價值發(fā)揮出來，使科技成果更貼近人們的生活，更好地為人們服務。技術(shù)發(fā)展對設(shè)計產(chǎn)生重要影響。技術(shù)是設(shè)計的平臺，沒有技術(shù)作基礎(chǔ)，設(shè)計將難以表現(xiàn)和實現(xiàn)。技術(shù)發(fā)展制約著設(shè)計的發(fā)展，先進的技術(shù)可以使人們的設(shè)計得以實現(xiàn)。技術(shù)進步促進人們設(shè)計思維和手段的發(fā)展。
典例1(2022·浙江1月學考)圖中是一款新穎的“冷熱杯”，能快速冷卻或加熱酸奶、咖啡等多種飲品。從技術(shù)的性質(zhì)角度分析，下列說法恰當?shù)氖?　D　)
A．適用酸奶、咖啡等多種飲品，體現(xiàn)技術(shù)的綜合性
B．既能冷卻，又能加熱，體現(xiàn)技術(shù)的兩面性
C．該產(chǎn)品專門用于飲品冷卻或加熱，體現(xiàn)技術(shù)的專利性
D．首次將雙向熱交換技術(shù)應用于飲品的冷卻與加熱，體現(xiàn)技術(shù)的創(chuàng)新性
解析 選項A、B、C都體現(xiàn)了技術(shù)的目的性，選項D正確。
典例2(2020·浙江7月學考)隨著長征三號把最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星送入軌道，我國北斗系統(tǒng)完成全球組網(wǎng)。關(guān)于北斗衛(wèi)星導航技術(shù)，下列說法中不恰當?shù)氖?　C　)
A. 已廣泛進入中國大眾消費和民生領(lǐng)域，影響著人們的生產(chǎn)生活方式
B．為全球用戶提供高精度的定位、導航等服務，體現(xiàn)了技術(shù)的目的性
C．核心技術(shù)由400多家參建單位共同研發(fā)，體現(xiàn)了技術(shù)的綜合性
D．在移動通信覆蓋不到的區(qū)域，能通過北斗終端發(fā)送短報文，體現(xiàn)了技術(shù)的創(chuàng)新性
解析 綜合性是指技術(shù)的產(chǎn)生需要綜合運用多門學科、多方面的知識。多家單位參與，不能體現(xiàn)技術(shù)的綜合性。選項C錯誤。
典例3圖中是一款空氣傘，它利用空氣噴射技術(shù)來幫助人們避雨。采用傘頭噴射出的氣流將雨滴隔離開來，讓氣流形成一個看不見的雨傘， 氣流大小根據(jù)使用者的需要可以調(diào)節(jié)。下列關(guān)于該空氣傘的說法中不正確的是(　A　)
A．利用了空氣噴射技術(shù)制作而成，體現(xiàn)了設(shè)計是技術(shù)實現(xiàn)的平臺
B．該設(shè)計改變了人們對雨傘的觀念， 體現(xiàn)了技術(shù)具有發(fā)展人的作用
C．利用氣流，避免人們被雨淋濕，讓氣流形成一個看不見的雨傘，體現(xiàn)了技術(shù)的創(chuàng)新性
D．使用者通過調(diào)整傘柄的控制按鈕便可將氣幕調(diào)大和縮小，體現(xiàn)了技術(shù)的目的性
解析 選項A：先有技術(shù)，體現(xiàn)了技術(shù)對設(shè)計的影響，選項錯誤；選項B：改變了人的觀念，屬于人的精神和智力方面，選項正確；選項C：新型雨傘，體現(xiàn)創(chuàng)新性，選項正確；選項D：功能作用，體現(xiàn)技術(shù)的目的性，選項正確。
學考釋疑　
(1)解放人與發(fā)展人的區(qū)分：解放人是依靠技術(shù)解放或延伸了身體器官的功能，拓展了活動空間，提高了勞動效率，可以認為是物質(zhì)方面的；發(fā)展人具體表現(xiàn)為拓展人的認知范圍，學到新知識，掌握新技能，養(yǎng)成新習慣，形成新觀念，可以認為是精神和智力方面的發(fā)展。
(2)試題中的高頻特征：主要有綜合性、復雜性中的兩面性。綜合性：指一項技術(shù)需要綜合運用多個學科、多方面的知識。具有不同功能、多個組成部分不屬于綜合性。技術(shù)本身的復雜性：一方面，技術(shù)的內(nèi)容和體系越來越復雜；另一方面，技術(shù)使用和應用的環(huán)境也越來越復雜。技術(shù)的復雜性中的兩面性：成本增加和操作難度增加不屬于傷害；對人的傷害包括生理上的傷害和心理上的傷害；對環(huán)境的傷害包括對自然環(huán)境的傷害和對社會環(huán)境的傷害；技術(shù)的使用不當屬于復雜性中的兩面性。
2技術(shù)試驗【必修 技術(shù)與設(shè)計1 第50—55頁　指導意見第14—18頁】
1．我們通常將技術(shù)活動中為了某種目的所進行的嘗試、檢驗等探索性實踐活動稱為技術(shù)試驗。技術(shù)試驗方法有強化試驗法、優(yōu)選試驗法、模擬試驗法、虛擬試驗法、移植試驗法。
(1)強化試驗法：通過擴大和強化試驗對象的作用，以提高試驗效率的方法。
(2)優(yōu)選試驗法：運用數(shù)理統(tǒng)計的方法，選定若干次具有典型意義的試驗，按一定的邏輯推出全面試驗所達到的最佳效果。
(3)模擬試驗法：通過再現(xiàn)的形式來模擬現(xiàn)實發(fā)生情況的方法。模擬試驗可以通過縮小或放大比例來模擬所設(shè)計的現(xiàn)場效果。
(4)虛擬試驗法：利用計算機技術(shù)來模擬現(xiàn)實中的技術(shù)設(shè)計原型并進行試驗的方法。
(5)移植試驗法：在具有差異的事物之間，將某些共同的或相關(guān)的因素從一物移植到另一物上進行試驗。
2．一般地，技術(shù)試驗的實施包括制訂試驗方案、抽取樣本、進行試驗、記錄數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論等幾個步驟。技術(shù)試驗報告是技術(shù)試驗工作完成后應當形成的成果，其項目包含試驗目的、試驗準備、試驗過程、試驗記錄、試驗結(jié)論等。
典例4(2022·浙江1月學考)小明將衣服放在強紫外線燈下長時間連續(xù)照射，觀察衣服是否會褪色。小明采用的試驗方法屬于(　B　)
　A. 優(yōu)選試驗法　　B. 強化試驗法
　C. 虛擬試驗法　　D. 移植試驗法
解析 強紫外線燈下長時間連續(xù)照射，改變試驗條件，提高試驗效率，選項B正確。
典例5(2021·杭州S9聯(lián)盟檢測)右圖是一款手杖，能輔助人行走，展開后變?yōu)橐粋€簡易凳子，供休息時使用。為了測試這款手杖展開后的承重性能，現(xiàn)在凳面的中央放上重物，其重量超出一般人正常體重的1.5倍，觀察手杖結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)嚴重變形或損壞。下列說法中正確的是(　B　)
A．該試驗采用了優(yōu)選試驗法和移植試驗法
B．該試驗采用了強化試驗法和模擬試驗法
C．在試驗過程中將重物替換為成年人進行試驗，可以取得更準確的數(shù)據(jù)
D．該試驗主要測試手杖的穩(wěn)定性
解析 用重物來試驗，采用了模擬試驗法；重量超出一般人正常體重的1.5倍，采用了強化試驗法，選項B正確。
典例6(2021·嘉興一中檢測)圖中是對安全帽的超載試驗報告，選擇了三種典型的安全帽(用A、B、C表示)進行全面的沖擊試驗和評估。據(jù)ISO3873－1977 安全標準可知，標準質(zhì)量的鐵錘從一定高度落下，如果安全帽所傳遞的最大沖擊力超過 5 000 N, 或者沖擊后安全帽破裂，安全帽就不再具有保護頭部安全的功能。下列說法正確的是(　C　)
　
A．該技術(shù)試驗采用的方法是強化試驗法
B．為節(jié)約成本，可采用虛擬試驗法代替
C．若要測試安全帽破裂時的最大沖擊力，應逐步增加鐵錘的重量
D．試驗總結(jié)可寫為“B帽傳遞的沖擊力最大，所以B帽安全性能最好”
解析 對安全帽進行超載試驗是一種性能測試試驗。A項，根據(jù)試驗具體過程描述，該試驗屬于模擬試驗法；B項，一般實物檢測不適合虛擬試驗法；C項，這是科學、合理的操作步驟，正確；D項，根據(jù)“如果安全帽所傳遞的最大沖擊力超過 5 000 N，或者沖擊后安全帽破裂，安全帽就不再具有保護頭部安全的功能”可知，安全帽沖擊試驗方法主要用于檢測安全帽耐沖擊吸收性能和穿刺性能，傳遞的沖擊力越大，說明性能越不好(即對人造成的傷害越大)。
學考釋疑　
(1)強化試驗法：快速試驗，提高試驗效率，短時間內(nèi)得到試驗結(jié)果。
(2)優(yōu)選試驗法：有關(guān)鍵描述，如分析、計算、數(shù)理統(tǒng)計、對比試驗等。
(3)模擬試驗法：使用模型試驗或模擬環(huán)境進行試驗。
(4)虛擬試驗法：利用計算機技術(shù)來模擬現(xiàn)實，人不起主導作用。
(5)移植試驗法：一般的藥品試驗，一物移植到另一物進行試驗。
1．設(shè)計的一般過程可以分為以下幾個步驟：發(fā)現(xiàn)與明確問題、制訂設(shè)計方案、制作模型或原型、優(yōu)化設(shè)計方案、編寫產(chǎn)品說明書。
(1)發(fā)現(xiàn)與明確問題：任務是提出設(shè)計項目，明確設(shè)計要求。設(shè)計必須從調(diào)查需求、分析信息、發(fā)現(xiàn)與明確需要解決和值得解決的問題開始，并在此基礎(chǔ)上提出設(shè)計項目。
(2)制訂設(shè)計方案：收集信息；設(shè)計分析；方案構(gòu)思；方案呈現(xiàn)；方案篩選。
收集信息：通過用戶調(diào)查、專家咨詢、查詢圖書資料、收聽廣播、收看電視、瀏覽互聯(lián)網(wǎng)等渠道收集有關(guān)信息。
設(shè)計分析：找出設(shè)計需要解決的主要問題。
方案構(gòu)思：根據(jù)設(shè)計要求，大膽構(gòu)思，提出解決問題的多個設(shè)想。
方案呈現(xiàn)：使用草圖的形式呈現(xiàn)(繪制草圖)，草圖屬于技術(shù)圖樣。
方案篩選：依據(jù)一定的原則，對方案進行篩選。
(3)制作模型或原型，模型制作包括以下兩個階段：
第一個階段是繪制圖樣(技術(shù)圖樣)——呈現(xiàn)復雜產(chǎn)品及對設(shè)計進行詳細說明和陳述(例如機械加工圖)；第二個階段是制作模型或原型。
(4)優(yōu)化設(shè)計方案：
測試：測試產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)性能等方面能否達到預定的設(shè)計要求。
評價：在測試的基礎(chǔ)上，對設(shè)計方案和產(chǎn)品進行較為全面的評價。
優(yōu)化：分析測試和評價的記錄結(jié)合對公眾意見的調(diào)查，明確改進方向。
(5)編寫產(chǎn)品說明書。
2．發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法主要有三種，分別是觀察日常生活、收集和分析信息、技術(shù)研究與技術(shù)試驗。
(1)觀察日常生活：我們要做一個有心人，養(yǎng)成觀察的習慣，制訂好觀察提綱或觀察表，有目的、有計劃地進行觀察。
(2)收集和分析信息：通過對文獻信息、網(wǎng)絡信息、媒體信息的收集、檢索和分析，通過問卷調(diào)查、詢問訪談等方式進行信息的收集，往往可以發(fā)現(xiàn)有價值的問題。
(3)技術(shù)研究與技術(shù)試驗：技術(shù)研究與技術(shù)試驗是最有意義，也是最難、最具有創(chuàng)造力的一種發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法，是一種主動發(fā)現(xiàn)問題的方法。通過試驗可以檢驗設(shè)計成果是否符合設(shè)計要求，從而及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題，改進設(shè)計方案。
3．判斷一個問題是否有價值，必須從以下幾個方面著手：
(1)所提出的問題是否遵循了基本的科學原理。
(2)迄今為止，該問題是否已得到充分解決(創(chuàng)新性、專利性相關(guān))。
(3)在你調(diào)查的范圍里，該問題是否具有普遍意義。在更廣的范圍內(nèi)，這個問題是否有意義。
(4)在多個問題同時發(fā)生時，該問題是不是主要問題。
(5)現(xiàn)有的技術(shù)條件能否解決這個問題。技術(shù)發(fā)展以后呢？(技術(shù)與設(shè)計的關(guān)系)
(6)解決該問題所需要的投入是多少，投入與產(chǎn)出之比是否理想。(經(jīng)濟原則相關(guān))
4．無論是一個問題的解決，還是一項設(shè)計的進行，它的限制主要是由兩方面決定的，一是設(shè)計對象的特點和問題解決的標準，二是設(shè)計者的技術(shù)能力與條件。
典例7小明準備設(shè)計一個多功能粉筆筒，他制訂了一個設(shè)計計劃，在設(shè)計的過程中，繪制了如圖所示的構(gòu)思草圖，以下說法中合理的是(　D　)
A．該構(gòu)思草圖屬于技術(shù)語言中的表格、文字和模型類
B．在繪制構(gòu)思草圖階段之前，需要先設(shè)計分析，再收集信息
C．該構(gòu)思草圖呈現(xiàn)后馬上進行模型的制作
D．制作完畢后，需先進行測試、評估和優(yōu)化，再編寫產(chǎn)品說明書
解析 選項A：草圖屬于技術(shù)圖樣，選項錯誤；選項B：構(gòu)思草圖屬于方案構(gòu)思階段，需要先收集信息再設(shè)計分析，選項錯誤；選項C：方案呈現(xiàn)之后需要進行方案的篩選，再進行制作模型和原型階段，選項錯誤。
典例8(2021·紹興魯迅中學檢測)某校學生統(tǒng)計了相關(guān)報道后發(fā)現(xiàn)，瓦斯爆炸對于礦井下作業(yè)的礦工來說是一個巨大的威脅。于是該同學準備設(shè)計一個瓦斯自動檢測報警裝置，在開始設(shè)計之前，需要進一步明確需要研究的問題。下列不需要明確的問題是(　B　)
A．市場上是否已有該產(chǎn)品
B．礦工的知識水平
C．來自技術(shù)水平和資金等方面的限制
D．在科學原理上是否有實現(xiàn)該設(shè)計的可能
解析 學生通過統(tǒng)計相關(guān)報道后，發(fā)現(xiàn)瓦斯爆炸對井下作業(yè)的礦工是一個巨大的威脅，從而產(chǎn)生了設(shè)計新產(chǎn)品的動機，需要進一步明確要研究的問題，A、C、D三項顯然應該在明確的范圍內(nèi)，故本題應選B。
4設(shè)計的一般原則【必修 技術(shù)與設(shè)計1 第32—40頁　指導意見第14—18頁】
設(shè)計的一般原則：實用原則、創(chuàng)新原則、經(jīng)濟原則、道德原則、美觀原則、技術(shù)規(guī)范原則、可持續(xù)發(fā)展原則。在設(shè)計的一般原則中，有些原則之間是相互制約的。如一味地追求美觀，可能就會影響到實用，反之亦然。有些原則之間則存在著相互促進的關(guān)系。
(1)實用原則：設(shè)計的產(chǎn)品為實現(xiàn)其目的而具有的基本功能。它包括物理功能、生理功能、心理功能和社會功能等。
(2)創(chuàng)新原則：創(chuàng)新是設(shè)計的核心。創(chuàng)新就是通過引入新概念、新思想、新方法、新技術(shù)等，或?qū)σ延挟a(chǎn)品的革新來創(chuàng)造具有一定社會價值的事物或形式。設(shè)計時可以從原理、結(jié)構(gòu)、技術(shù)、材料、工藝等方面實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計的創(chuàng)新。
(3)經(jīng)濟原則：指以最低的費用取得最大的效益。產(chǎn)品的成本通常包含制造成本、材料成本、維護成本、使用成本、運輸成本、倉儲成本、回收成本等。價值優(yōu)化原理：功能成本比＝功能/成本。提高功能成本比的方法：①在功能不變的前提下降低成本；②在價格不變的前提下增加功能；③在增加功能的同時降低成本。
(4)道德原則：產(chǎn)品設(shè)計必須考慮它與人、社會、環(huán)境的關(guān)系，必須遵循道德原則。產(chǎn)品的設(shè)計應始終堅持為人服務的宗旨，不能出于某種不道德的目的。
(5)美觀原則：產(chǎn)品外觀的美是通過對產(chǎn)品造型、大小比例、使用材料、色彩搭配、裝飾圖案等的設(shè)計組合來表達的。產(chǎn)品設(shè)計中的美觀原則是多元的，它受到消費者、功能、技術(shù)、文化傳統(tǒng)等多方面的影響。
(6)技術(shù)規(guī)范原則：是有關(guān)使用設(shè)備工序，執(zhí)行工藝過程以及產(chǎn)品、勞動、服務質(zhì)量要求等方面的準則和標準。
(7)可持續(xù)發(fā)展原則：指產(chǎn)品的設(shè)計既要滿足當代發(fā)展的需求，又要考慮未來發(fā)展的需要。不以犧牲后人的利益和長遠的利益為代價來滿足當代人的需求。
典例9(2022·浙江1月學考)下圖是一款多功能電源插線板，下列關(guān)于該插線板的評價中，合理的是(　A　)
A．既能放手機，又能充電，符合設(shè)計的實用原則
B．多種插口組合在一起，符合設(shè)計的道德原則
C．插線板呈圓形，符合設(shè)計的技術(shù)規(guī)范原則
D．外殼材料絕緣，符合設(shè)計的可持續(xù)發(fā)展原則
解析 既能放手機，又能充電，屬于功能和作用，符合設(shè)計的實用原則，選項A正確。多種插口組合在一起，使用方便，實現(xiàn)了人機關(guān)系的高效目標，與道德原則無關(guān)，選項B錯誤。插線板設(shè)計成圓形，并未體現(xiàn)出插線板設(shè)計的某種準則或標準，選項C錯誤。外殼材料絕緣，實現(xiàn)了人機關(guān)系的安全目標，與可持續(xù)發(fā)展原則無關(guān)，選項D錯誤。
典例10(2021·衢州二中檢測)下圖是一款寶寶坐便器。對該坐便器的評價中不恰當?shù)氖?　C　)
A．坐墊、靠背、扶手采用PU材料全包裹， 體現(xiàn)了設(shè)計的創(chuàng)新原則
B．抽拉式便槽， 易拆易裝， 體現(xiàn)了設(shè)計的實用原則
C．結(jié)構(gòu)簡潔，組裝方便， 體現(xiàn)了設(shè)計的經(jīng)濟原則
D．加寬大底座， 提高了坐便器的穩(wěn)定性
解析 選項C：結(jié)構(gòu)簡潔，組裝方便，涉及操作方面，沒有體現(xiàn)以最低的費用取得最大的效益的經(jīng)濟原則，選項錯誤。專題梳理2　人機關(guān)系及設(shè)計分析
1人機關(guān)系【必修 技術(shù)與設(shè)計1 第78—83頁 　指導意見第22—27頁】
1．當我們使用物品時，物品就與人產(chǎn)生了一種相互關(guān)系，這種相互關(guān)系就稱為人機關(guān)系。
(1)人：產(chǎn)品使用者。
(2)機：除了通常所說的機器之外，還包括多種多樣的工具、儀器、儀表、設(shè)備、設(shè)施、家具、交通車輛以及勞動保護用具等。
2．設(shè)計中需考慮人機關(guān)系的高效、安全、健康、舒適等目標。
(1)高效，是指在設(shè)計中應把人和機作為一個整體來考慮，合理或最優(yōu)地分配人和機的功能，以促進二者的協(xié)調(diào)，提高人的工作效率。
(2)健康，是指人在長期使用產(chǎn)品過程中，產(chǎn)品對人的健康不會造成不良的影響。
(3)舒適，是指人在使用產(chǎn)品的過程中，人體能處于自然的狀態(tài)，操作或使用的姿勢能夠在人們自然、正常的肢體活動范圍之內(nèi)，從而使人不會過早產(chǎn)生疲勞。
(4)安全，是指在操作和使用產(chǎn)品的過程中，產(chǎn)品對人的身體不構(gòu)成生理上的傷害。
3．如何實現(xiàn)合理的人機關(guān)系，注意處理以下方面的關(guān)系。
(1)普通人群與特殊人群：特殊人群簡單理解為異于常人的人，一般在合理尺寸范圍內(nèi)屬于普通人群，一個產(chǎn)品首先要滿足普通人群的需要，再兼顧特殊人群的需要。
(2)靜態(tài)的人與動態(tài)的人：與人相關(guān)的尺寸，靜態(tài)尺寸和動態(tài)尺寸。
靜態(tài)尺寸：人的構(gòu)造尺寸。
動態(tài)尺寸：人的功能尺寸，包括人的動作范圍、體形變化等測量數(shù)據(jù)，簡單理解為活動尺寸。
(3)人的生理需求與心理需求：心理需求為滿足看到、聽到等某種需要。注意：顏色一般屬于心理需求。
(4)信息的交互：人機之間運用信息語言交流的過程，信息有具體含義。
典例1圖中是一種恒溫電烙鐵。從人機關(guān)系的角度，下列分析中不正確的是(　D　)
A．手柄尺寸的確定，考慮了人的靜態(tài)尺寸
B．通電時指示燈發(fā)光，考慮了信息的交互
C．手柄采用絕緣材料制作，實現(xiàn)了人機關(guān)系的安全目標
D．電線防折護套的設(shè)計，實現(xiàn)了人機關(guān)系的高效目標
解析 選項D：電線防折護套的設(shè)計可以有效保護電線不會折斷，防止漏電，實現(xiàn)了人機關(guān)系的安全目標而不是高效目標，選項錯誤。
典例2
(2021·金華二中檢測) 圖中是一款可折疊的兒童坐便器架，可以匹配市場上的主流馬桶，下列關(guān)于該產(chǎn)品的說法中不正確的是(　B　)
A．坐便器架采用新型抗菌塑料，體現(xiàn)了技術(shù)是設(shè)計的基礎(chǔ)
B．高度尺寸370～420 可調(diào)，主要考慮了人的靜態(tài)尺寸
C．上踏板兩檔可調(diào)，考慮了人機關(guān)系的舒適目標
D．不使用時單手即可折疊，體現(xiàn)了設(shè)計的實用原則
解析 選項A：考查技術(shù)與設(shè)計的關(guān)系，選項正確；選項B：考查動態(tài)尺寸與靜態(tài)尺寸，高度尺寸 370～420主要考慮了與馬桶高度匹配尺寸，沒有直接指向人機關(guān)系的構(gòu)造尺寸和功能尺寸，選項錯誤； 選項C：上踏板兩檔可調(diào)，使用時處于自然狀態(tài)、正常的肢體活動范圍之內(nèi)，屬于舒適目標，選項正確；選項D：不使用時單手即可折疊，滿足了人操作時某方面的功能需求，體現(xiàn)了實用性，選項正確。
典例3(2022·浙江1月學考)下列選項中不構(gòu)成人機關(guān)系的是(　B　)
　　　　　A.　　　　　　　　　　　　B.　　
　　　　　C.　　　　　　　　　　　　D.　　
解析 人機關(guān)系的核心是人，選項B沒有人直接參與，不構(gòu)成人機關(guān)系。
典例4從人機關(guān)系角度分析，在下圖所示的學生上下鋪床設(shè)計及擺放尺寸中，主要考慮人體靜態(tài)尺寸的是(　A　)
A. 下鋪高度 350 mm
B. 床鋪寬度 900 mm
C. 下鋪到上鋪距離 920 mm
D. 梯子間距 300 mm
解析 下鋪高度350 mm，考慮了人坐在下鋪時膝蓋到地的高度，屬于靜態(tài)尺寸。
典例5(2021·寧波中學檢測)從人機關(guān)系角度考慮，根據(jù)人體構(gòu)造尺寸圖(圖乙)，單人課桌椅(圖甲)的相關(guān)尺寸不合理的是(　B　)
　
　　　　　甲　　　　　　　　　　　乙
A. 桌子寬度W：800 mm
B．桌腿高度H1：600 mm
C．椅面長度L：420 mm
D．椅面高度H2：470 mm
解析 選項B：由于桌洞高度為180 mm，H1 的高度要大于180 mm加椅面H2 的高度，600 不夠，選項不符合。
學考釋疑
(1)舒適與健康：關(guān)注點為時間上的長短，舒適是短期的感受；健康是長期的積累性影響。
(2)健康與安全：安全可以理解為保護使用者，不使人受到傷害。
(3)安全的對象：保護使用者不受生理上的傷害，對象是使用者，不是設(shè)備。
(4)普通人群與特殊人群：任何產(chǎn)品的設(shè)計主要都是為了滿足普通人群的需要，產(chǎn)品中的部分功能考慮了特殊人群的需要；部分產(chǎn)品是針對某一人群設(shè)計的，可以認為該設(shè)計主要滿足了特殊人群的需要。
2設(shè)計分析【必修 技術(shù)與設(shè)計1 第84—87頁 　指導意見第22—27頁】
1．合理的設(shè)計分析是成功地進行技術(shù)設(shè)計的關(guān)鍵一步，分析得當可以指引以后的技術(shù)設(shè)計少走或不走彎路。首先要抓住產(chǎn)品設(shè)計需要考慮的主要因素，如功能合理、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全可靠、成本適當?shù)取Ｎ覀兛梢愿鶕?jù)設(shè)計的具體要求進行開放性的思考。
2．任何產(chǎn)品的設(shè)計分析都要綜合考慮物、人、環(huán)境三個因素。
物：由產(chǎn)品本身的特點決定，主要考慮的因素包括功能、結(jié)構(gòu)(穩(wěn)定及強度)、安全可靠、材料、成本、加工難易等。若只是單純地描述材料、連接方式，一般指物；若有進一步的描述，則方案不同。
人：產(chǎn)品的設(shè)計要以人為本，為人服務；從人機關(guān)系角度分析。
環(huán)境：涉及環(huán)保及環(huán)境適應性、為哪些物品提供支持。
3. 綜合考慮功能、結(jié)構(gòu)、安全、成本等因素是設(shè)計分析的基本內(nèi)容，一個好的設(shè)計分析離不開對任何一個影響產(chǎn)品設(shè)計的主要因素的分析。
典例6圖中是一款具有殺菌功能的床鋪除塵機器人。下列關(guān)于該機器人的設(shè)計分析和評價中不正確的是(　C　)
A．操作簡單，使用方便，主要考慮了人的因素
B．有殺菌除塵功能，符合設(shè)計的實用原則
C．因在床鋪上使用，設(shè)計時機器人的機身高度不受限制
D．能識別床鋪的邊沿，不會掉落，考慮到了環(huán)境的因素
解析 選項A：人在操作使用，考慮了人的因素，選項正確；選項B：功能作用，體現(xiàn)了設(shè)計的實用原則，選項正確；選項C：機身高度會影響產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，屬于設(shè)計分析中“物”的因素，選項錯誤；選項D：在床鋪上使用，床鋪是其工作場所，考慮了使用環(huán)境，選項正確。
典例7(2021·余姚中學檢測)圖中是馬桶墊腳踏器，下列關(guān)于該腳踏器的設(shè)計分析和評價中不合理的是(　C　)
A．用腳一踩就可使馬桶墊升起，操作方便，主要考慮人的因素
B．高度符合衛(wèi)浴市場上普通馬桶的高度，主要考慮環(huán)境的因素
C．腳踏器功能單一，售價偏高，符合設(shè)計的經(jīng)濟原則
D．無論是提起還是放下都無須彎腰，體現(xiàn)設(shè)計的實用原則
解析 選項C：經(jīng)濟原則主要根據(jù)功能成本比＝功能/成本，功能單一且售價高，必然導致功能成本比下降，不符合經(jīng)濟原則，選項錯誤。
典例8(2021·義烏中學檢測)下圖是物流機器人，它能在復雜的場景中穩(wěn)妥避障，順滑處理轉(zhuǎn)彎、急停、會車、倒車等情況，自動駕駛率99.999 9%。機器人識別數(shù)量上百的行人、車輛的意圖只需0.01 s；遇到危險需要急停時，只需0.1 s 大腦就能完成決策、規(guī)劃并下發(fā)控制指令。下列說法中不正確的是(　A　)
A．反應速度是人類的10倍，判別100 以上的行人、車輛只需0.01 s，體現(xiàn)了人機關(guān)系的高效目標
B．雷暴閃電、高溫雨雪都不怕，主要從“環(huán)境”方面考慮
C．采用高能電池提升續(xù)航能力，主要從“物”方面考慮
D．該機器人采用了最前沿的人工智能、自動駕駛技術(shù)等，體現(xiàn)了技術(shù)的綜合性
解析 選項A：物流機器人能快速判別行人、車輛，體現(xiàn)了機器人的性能，并不是使用者和機器人的相互關(guān)系，考慮了環(huán)境的因素或物的因素，選項錯誤。
學考釋疑　
人：不同的人對產(chǎn)品有不同的要求，需要從人的工作、學習、生活特點及生理、心理特點出發(fā)，分析人與產(chǎn)品的關(guān)系。
物：不同的產(chǎn)品有不同的設(shè)計要求，要重點對設(shè)計對象整體分析，也要兼顧對產(chǎn)品各個組成部分的分析。
環(huán)境：任何產(chǎn)品都是在一定的環(huán)境中使用的，必然受到環(huán)境的制約，并對環(huán)境產(chǎn)生影響。
設(shè)計分析題，一般會結(jié)合設(shè)計的一般原則、人機關(guān)系等相關(guān)知識點一起呈現(xiàn)。人、物、環(huán)境三者較難區(qū)分，一般采用排除法可以提高答題準確性。專題梳理3　方案篩選
方案篩選【必修 技術(shù)與設(shè)計1 第87—99頁　 指導意見第22—27頁】
1．方案的構(gòu)思是指人們在一定的調(diào)查研究和設(shè)計分析的基礎(chǔ)上，通過思考將客觀存在的各要素按照一定的規(guī)律架構(gòu)起來，形成一個完整的抽象物，并采用圖、模型、符號、文字等方式呈現(xiàn)的思維過程。構(gòu)思過程中產(chǎn)生的設(shè)計想法常常是模糊的，為了具體化，通常會運用設(shè)計草圖進行構(gòu)思。
2．方案構(gòu)思的方法主要有形態(tài)分析法、聯(lián)想法、設(shè)問法、仿生法。
3．對方案進行比較與權(quán)衡的過程是一個綜合考慮的過程，各個指標并不是獨立的，它們相互關(guān)聯(lián)、互相制約。抓住設(shè)計的核心與關(guān)鍵是權(quán)衡設(shè)計方案的必要條件。例如，臺燈首先應具備基本的照明功能，并且安全可靠；結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性密切相關(guān)；臺燈的耐久性、加工難易度、成本和環(huán)保性，也需綜合考慮。
4．制作模型時，必須學會選擇標準件，這樣既可以簡化制作過程，又能實現(xiàn)通用通換。
標準件是指經(jīng)優(yōu)選、簡化、統(tǒng)一并給以標準代號的零件或部件。包括緊固件、連接件、密封件、滾動軸承、滾針軸承、螺孔和型材等七大類。選擇標準件，既可以簡化制作過程、實現(xiàn)通用通換，又可以降低產(chǎn)品成本。
典例1一種榫卯結(jié)構(gòu)如圖a所示，構(gòu)件1的結(jié)構(gòu)如圖b所示。下列構(gòu)件2的設(shè)計方案中正確的是(　A　)
　　　　A.　　　B.　　 C.　　 D.
解析 觀察圖a中的榫卯結(jié)構(gòu)，不易豎直分開。構(gòu)件1的燕尾榫頭，里側(cè)窄，外側(cè)寬，要求燕尾槽上面窄，下面寬，選項A符合要求。
典例2(2022·浙江1月學考)小明準備制作一個如圖所示的木梯，從結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性角度分析，下列立柱與橫檔的連接結(jié)構(gòu)中，合理的是(　A　)
　　　　
　
A.　　　B.　　　　　C.　　　　D.
解析 B、D選項橫檔容易從立柱的前后端滑出。A選項中橫檔與立柱的連接屬于榫接， 連接部位豎向的厚度大，故其強度也大。C選項中豎柱不應該開橫榫眼。
典例3小明要制作一個木質(zhì)的籃球架模型，構(gòu)思了下列設(shè)計方案，從穩(wěn)定性角度考慮，其中合理的是(　B　)
　　　A.　　　 B.　　　 C.　　 D.
解析 本題考查了穩(wěn)定性(幾何穩(wěn)定性)，從選項中可知，每個選項的立柱位置向右偏移，利用平時重心的偏移提高使用時的穩(wěn)定性，四個選項的普通穩(wěn)定性基本一樣。選項B與其他結(jié)構(gòu)相比，多構(gòu)成了一個三角形結(jié)構(gòu)，幾何穩(wěn)定性好，選項B合理。
典例4(2021·寧海中學檢測)圖中是商品廣告架，小明使用時發(fā)現(xiàn)廣告架穩(wěn)定性不夠且角度不可調(diào)，于是對方案進行改進，從結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固和角度可調(diào)分析，以下方案中最合理的是(　B　)
　
　　　　　A.　　　　B.　　　C.　　　D.
解析 從穩(wěn)固性和角度可調(diào)分析，四個選項的方案角度均可調(diào)節(jié)；從穩(wěn)定性的角度(重心位置和支撐面大小)考慮，排除選項C和D；再從強度角度考慮，選項B方案有兩個斜撐，結(jié)構(gòu)強度更好，符合要求。
典例5圖中是一款鋼索夾緊裝置。為了提高夾緊的可靠性，需要增加一個連接件，下列方案中合理的是(　A　)
　
　　　　　　　　　 A.　　 B.　 C.　 D.
解析 提高夾緊的可靠性，也就是螺紋連接不能松動，要求螺母與連接件間使用平墊圈或彈簧墊圈，且螺栓直徑一定。選項B、D的螺栓直徑會變化，不符合要求；選項A具有墊圈功能，符合要求。
典例6下圖中的機械裝置，要求帶輪順時針轉(zhuǎn)動時，滑塊能左右做往復運動，圖中1，2，3為連接點，以下連接機構(gòu)的設(shè)計中合理的是(　A　)
A.　　　　　B.　　　　　C.　　　　　D.
解析 將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為平動，帶輪帶動滑塊運動，點2需要圓周運動，使用腰形槽連接，選項A符合要求。
學考釋疑　
方案篩選，主要有三種題型：
(1)結(jié)構(gòu)匹配題，要選出與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)匹配的結(jié)構(gòu)。這樣的題目需要觀察現(xiàn)有結(jié)構(gòu)找出特征點，再在選項中找出對應特征點，找出匹配的選項。
(2)穩(wěn)固探析題，要選出穩(wěn)定性和強度最好的結(jié)構(gòu)。需要從穩(wěn)定性和強度概念出發(fā)，結(jié)合影響穩(wěn)固性的因素做出判斷。保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定包括整體的站立穩(wěn)定和造型穩(wěn)定，最近幾年考查的重點是幾何穩(wěn)定。
(3)功能實現(xiàn)題，主要有設(shè)計連接件，實現(xiàn)與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的連接，并實現(xiàn)功能；設(shè)計傳動結(jié)構(gòu)利用受力分析，分析機構(gòu)運行方式，最后得到結(jié)果。專題梳理4　設(shè)計的評價
設(shè)計的評價【必修 技術(shù)與設(shè)計1 第166—171頁　指導意見第39—43頁】
1．設(shè)計的評價是指依據(jù)設(shè)計的一般原則和要求，采取一定的方法和手段，對設(shè)計所涉及的過程及結(jié)果進行事實判斷和價值認定的活動。從評價對象來看，設(shè)計的評價可以分為兩類：一是對設(shè)計過程的評價，二是對設(shè)計成果的評價。從評價者來看，設(shè)計的評價也有兩類：一是設(shè)計者的自我評價，二是他人的評價。對設(shè)計過程的評價要注意把握各個環(huán)節(jié)或階段的主要任務和目標，要注意把握設(shè)計過程中各個環(huán)節(jié)或階段之間的銜接和協(xié)調(diào)，要注意階段性成果的質(zhì)量。
對最終作品評價的基本依據(jù)：一是參照設(shè)計的一般原則進行評價，二是依據(jù)事先制訂的設(shè)計要求進行評價。
2．在技術(shù)設(shè)計過程中，通過測試和評價，可以分析作品存在的缺點和不足，在此基礎(chǔ)上，有針對性地對產(chǎn)品的各部位和部件進行分析，對產(chǎn)品的功能、材料、結(jié)構(gòu)、外觀等方面進行改進和優(yōu)化。在滿足給定條件的前提下，使整個產(chǎn)品更加完善，更加符合人們對產(chǎn)品的要求。
一般情況下，可以通過功能優(yōu)化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、材料優(yōu)化、外觀優(yōu)化等幾個方面對產(chǎn)品進行優(yōu)化設(shè)計。
典例1(2021·浙江7月學考)右上圖是兩款水果采摘器及其評價坐標圖。a款通過手動來控制剪刀， b款通過電機來控制兩個環(huán)形刀片。根據(jù)評價坐標圖， 下列說法中不合理的是(　A　)
A．a(chǎn)款操作性優(yōu)于b款
B．a(chǎn) 款便攜性優(yōu)于b款
C．b 款安全性優(yōu)于a款
D．總體評價b款更優(yōu)
解析 根據(jù)評價坐標圖，a款的操作性指標得3分， 而b款的操作性指標得4分， 所以應該是b款操作性優(yōu)于a款，選項A錯誤。
典例2下圖是一款手持充電式紫外線殺菌器及其評價坐標圖。根據(jù)坐標圖，下列分析中不恰當?shù)氖?　B　)
A．采用紫外線殺菌，滅菌效果較好
B．價格高
C．折疊后尺寸較小，攜帶方便
D．續(xù)航時間一般
解析 評價坐標圖的分值越大，這個指標越好，分值越小，指標越不好。滅菌效果4 分，是較好；便于攜帶5 分，說明攜帶方便；續(xù)航時間3 分，說明這個指標一般；性價比5 分，說明性價比好，但不是價格高，選項B符合要求。
典例3(2020·浙江7月選考)下圖是階梯式樓梯欄桿及其評價坐標圖。根據(jù)坐標圖，下列分析中不恰當?shù)氖?　B　)
A．扶手尺寸合適，人機關(guān)系好
B．與直扶手相比，成本較低
C．方便助力和擱放重物，實用性好
D．支撐結(jié)構(gòu)合理、扶手連接可靠，強度較高
解析 評價坐標圖的分值越大，這個指標越好，分值越小，指標越不好，成本分值為2，成本高，故選B。
典例4下圖是一款家用磨刀工具。適用于不同刀具的磨削，把刀放在磨刀器上，拉幾次就非常鋒利，使用方便；磨刀器底部裝有吸盤，適合在大多數(shù)平面上使用；結(jié)構(gòu)簡單，造型新穎；整體精致小巧，占用空間小。下列關(guān)于該磨刀器的評價中合理的是(　A　)
　
　　　　　A.　　　　　　　　　B.
　
　　　　　C.　　　　　　　　　D.
解析 使用方便，操作方便得分高，排除選項B和C；適合在大多數(shù)平面上使用，使用場合得分高，選項A符合要求。
典例5(2021·湖州中學檢測)下圖是兩款不同型號的充電寶及其評價坐標圖，下列說法中最合理的是(　D　)
A. 兩產(chǎn)品中甲的價格高于乙的價格
B．該坐標圖評價的依據(jù)是設(shè)計的一般原則
C．兩個充電寶都較新穎，但甲的續(xù)航能力比乙要好
D．從人機關(guān)系的角度考慮，消費者應該選擇乙款產(chǎn)品更合理
解析 甲的價格要低于乙的價格，A錯誤；評價依據(jù)是事先制定的評分標準，B錯誤；甲的續(xù)航能力低于乙，C錯誤。
典例6關(guān)于設(shè)計的評價，下列說法中合理的是(　A　)
A．設(shè)計的評價可分為對設(shè)計過程的評價和對設(shè)計成果的評價
B．設(shè)計過程的評價就是對產(chǎn)品在使用過程中性能的評價
C．設(shè)計要求不能作為最終作品的評價依據(jù)
D．用坐標圖法表達評價結(jié)果時，其圖形面積越大表明該產(chǎn)品一定越好
解析 設(shè)計過程的評價就是對產(chǎn)品在設(shè)計制作中的分工等方向的評價，B錯誤；最終作品的評價依據(jù)有兩個，一是參照設(shè)計的一般原則進行評價，二是依據(jù)事先制訂的設(shè)計要求進行評價，C錯誤；一般來說，圖形面積越大，表明該產(chǎn)品越好，但如果某一項標準過低時，則存在缺陷，D錯誤。
學考釋疑
關(guān)于設(shè)計的評價的題目，主要涉及的知識點有設(shè)計的評價、設(shè)計的原則、人機關(guān)系目標等。
(1)解決這種類型問題要明確兩點：一是要明確評價的角度都是采用“正邏輯”，所謂的“正邏輯”就是符合人的正常的思維，注意：成本的分值越大，成本越低。二是要明確數(shù)值的大小與評價程度之間的關(guān)系：5分為好，4分為較好，3分為一般，2分為較差，1分為差。
(2)使用坐標圖(雷達圖)來評價一個產(chǎn)品，一般面積越大，產(chǎn)品質(zhì)量越好；但如果某一標準太低，則存在缺陷。面積的計算：用坐標值相加來表示。同一類產(chǎn)品，同樣的評價角度，同樣的評價標準才好比較。專題梳理5　三視圖識讀與補線
三視圖識讀與補線【必修 技術(shù)與設(shè)計1 第102—115頁　指導意見第27—32頁】
1．技術(shù)語言是一種在技術(shù)活動中進行信息交流的特有的語言形式。技術(shù)語言的特征有言簡意賅、通俗直觀。不同的技術(shù)語言往往適用于不同的應用范圍，具有不同的功用。
(1)口頭語言：適用于面對面的、規(guī)范要求并不過于嚴格的場合。特點：簡潔、方便。
(2)技術(shù)圖樣：采取某種規(guī)范形式將設(shè)計方案用圖樣的形式表達出來。特點：易于把握技術(shù)特征，最具技術(shù)特征，在呈現(xiàn)較復雜產(chǎn)品的設(shè)計方案及對設(shè)計進行詳細說明和陳述時使用。
(3)表格、文字和模型：通過表格的形式對各種設(shè)計方案進行比較，通過文字、模型等呈現(xiàn)設(shè)計的構(gòu)思方案并激發(fā)靈感。特點：有效，用于統(tǒng)計數(shù)據(jù)的表達，構(gòu)思方案的呈現(xiàn)。
(4)數(shù)字模型渲染圖、爆炸圖：數(shù)字模型渲染圖通過計算機輔助設(shè)計軟件模擬真實產(chǎn)品。爆炸圖幫助人們說明產(chǎn)品組成部件及空間結(jié)構(gòu)關(guān)系。特點：具體、生動直觀。
2．繪制圖樣時，一般采用正投射法，即假設(shè)投射線與投影平面垂直，在投影平面上求取物體的投影的方法。
3．采用正投影法將物體同時向三個投影面投影，所得的圖形合稱為三視圖。三視圖由主視圖、俯視圖及左視圖組成。
(1)三視圖之間的位置關(guān)系
主視圖的正下方是俯視圖，正右方是左視圖。
(2)三視圖之間的方位關(guān)系
任何形體在空間都具有上、下、左、右、前、后六個方位，形體在空間的六個方位和三視圖所反映形體的方位如下所示。
主視圖——反映了形體的上、下和左、右方位關(guān)系。
俯視圖——反映了形體的左、右和前、后方位關(guān)系。
左視圖——反映了形體的上、下和前、后位置關(guān)系。
(3)“長對正、高平齊、寬相等”——“九字令”
根據(jù)每個視圖所反映的形體的尺寸情況及投影關(guān)系，有：
主、俯視圖中相應投影(整體或局部) 的長度相等，并且對正。
主、左視圖中相應投影(整體或局部) 的高度相等，并且平齊。
俯、左視圖中相應投影(整體或局部) 的寬度相等。
4．正等軸測圖：
(1)正等軸測圖是一種可以表現(xiàn)物體三維結(jié)構(gòu)特征的圖形。正等軸測圖表示的長、寬、高的三根坐標軸之間的夾角為120°。
(2)平面立體的正等軸測圖的繪制步驟：
根據(jù)形體的結(jié)構(gòu)特征，確定長(X向)、寬(Y向)、高(Z向)等三軸在圖紙上的位置。
沿著上述三軸分別量出物體的長、寬和高的尺寸，畫出長方體的軸測圖。
根據(jù)長度方向、高度方向的尺寸，進行切割。
5．三視圖投影規(guī)律：主視圖反映物體的長和高，俯視圖反映物體的長和寬，左視圖反映物體的高和寬。主視圖和俯視圖長對正，主視圖和左視圖高平齊，左視圖和俯視圖寬相等。四種線：A 粗實線： 可見的輪廓線；B 虛線： 不可見的輪廓線； C 點劃線 ：軸線或中心對稱線；D 細實線：輔助線(不要畫，但是45°線可以保留)。
典例1 (2021·浙江7月學考)圖中是構(gòu)件1、構(gòu)件2的榫卯結(jié)構(gòu)。下列關(guān)于構(gòu)件2的主視圖正確的是(　A　)
解析 首先主視方向要轉(zhuǎn)動90°，根據(jù)左邊的構(gòu)件2榫眼， 應該直接排除B 和C, 然后再看右邊的構(gòu)件2榫眼，沒有穿透，再排除D。故選A。
典例2 根據(jù)軸測圖判斷三視圖中缺少的圖線有(　C　)
A．1條　　　B．2條　　　C．3條　　　D．4條
解析 根據(jù)立體圖和投影規(guī)則可知，左視圖缺少兩條線段(一實一虛)。俯視圖缺少一條實線，選項C正確。
典例3 下圖是某形體的軸測圖、主視圖和俯視圖，正確的左視圖是(　C　)
解析 根據(jù)投影規(guī)則可知，斜切面投影到測試圖上是一條線，選項A和選項D錯誤；由俯視圖可知選項C正確。
典例4 下圖是某模型的三視圖，下列模型中與其對應的是(　A　)
　　　A.　　　　B.　　　C.　　　D.
解析 根據(jù)投影規(guī)則，由主視圖可知，上端切到頂，選項C和D排除；由俯視圖可知，切割超過中間，選項B排除，選項A正確。
典例5 下圖是一個模型的軸測圖，其正確的三視圖是(　D　)
解析 由投影規(guī)則可知，主視圖有V字結(jié)構(gòu)，選項A和選項C錯誤；俯視圖有倒V字結(jié)構(gòu)，且左視圖右上應有一傾斜短線，選項B錯誤。
典例6 根據(jù)立體圖，請補全三視圖中所缺的線條。
答案 見解析圖
解析 根據(jù)投影規(guī)則補全三條線，結(jié)合立體圖，注意拐點的利用，在補線時位置不能偏差。
如圖所示：
典例7 通用技術(shù)實踐課上，小明為了在工件的圓柱面上鉆孔，準備設(shè)計制作一個簡易鉆模。鉆孔時，工件插入鉆模的大孔中，鉆頭沿著鉆模上的小孔在圓柱面上鉆孔。在鉆模的三視圖中，補全俯視圖所缺少的圖線。
答案 如圖所示：
學考釋疑　
三視圖識讀與補線，主要考查投影規(guī)則的應用。具體的有兩類：三視圖選擇與立體圖補線。
(1)三視圖選擇主要根據(jù)立體圖找出對應的三視圖(或某一個視圖)，在解題過程中需要利用已知立體圖結(jié)
合投影規(guī)則找出正確視圖；根據(jù)三視圖找出對應的立體圖，在解題過程中需要利用已知三視圖結(jié)合投影規(guī)則找出正確立體圖；根據(jù)已知部分視圖和立體圖，要選出與現(xiàn)有相匹配的視圖，需要觀察現(xiàn)有結(jié)構(gòu)找出特征點，再在選項中找出對應特征點，找出匹配的選項；根據(jù)立體圖確定三視圖中缺少的線段數(shù)量，在解題過程中善于使用投影規(guī)則。
(2)三視圖補線都是有立體圖的，比較簡單，根據(jù)立體圖和投影規(guī)則可以補出所缺的線條。近幾年學考關(guān)于三視圖補線的考查常與其他知識點結(jié)合，需要分析已知形體后，得到另一形體的結(jié)構(gòu)，再利用投影規(guī)則進行補線。專題梳理6　尺寸標注
尺寸標注【必修 技術(shù)與設(shè)計1 第112—119頁　指導意見第27—32頁】
1．尺寸標注的是形體的真實大小，與圖樣的大小、繪圖的準確度無關(guān)。
(1)尺寸標注的基本要求：
正確：尺寸標注必須符合國家標準。
完整：尺寸必須標注齊全，不遺漏，不重復。
清晰：尺寸標注布局整齊、清晰，便于讀圖。
合理：尺寸標注方式符合加工要求。
(2)尺寸標注的基本要素：
尺寸界線：為細實線，可以是輪廓線、軸線或?qū)ΨQ中心線或其延長線。
尺寸線：為細實線，兩端有箭頭；空間小時，可標注在外側(cè)。
尺寸數(shù)字：標注在尺寸線的上方，垂直方向字頭向左。
尺寸數(shù)字的標注：圖樣上所注尺寸表示形體的真實大小，與圖樣的大小、繪圖的準確度無關(guān)。線性尺寸的尺寸數(shù)字一般注寫在尺寸線的上方或其中斷處，水平方向尺寸字頭向上；垂直方向尺寸數(shù)字寫在尺寸線的左側(cè)且字頭向左。
(3)尺寸標注范例：
①直徑尺寸的標注：表示直徑的符號是φ。
整圓或大于半圓的圓弧需要標注直徑，具體標注方式有：
②半徑的尺寸標注：表示半徑的符號是R。
半圓或不足半圓的圓弧需要標注半徑，具體標注方式有：
③M：為螺紋孔。
2．剖視圖
一般地，假想采用剖切平面剖開物體，將處于觀察者與剖切平面之間的部分移去，將其余部分向投影面投射所得的圖形稱為剖視圖。剖切平面一般具有以下兩個特征：(1)包含內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如孔、槽的軸線，或物體的對稱面；(2)平行于相應的投影面。
3．機械加工圖
機械加工圖是根據(jù)產(chǎn)品的零件圖，按照加工工藝步驟繪制的技術(shù)圖樣，是完成機械加工的主要依據(jù)。機械加工圖通常由視圖及其尺寸、標題欄和技術(shù)要求等幾部分組成。標題欄通常包括零件名稱、材料、繪圖比例、設(shè)計者、設(shè)計單位、設(shè)計日期等。機械加工圖還包括其他視圖，如：剖視圖、局部放大圖等。
4．零件圖與裝配圖
零件圖表示零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小和技術(shù)要求，是加工制造零件的依據(jù)。裝配圖表示機械或部件的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、裝配關(guān)系和技術(shù)要求。
5．電子電路圖
一般是指用圖形符號和線段組成的電子工程用的略圖，包括電路原理圖、接線圖和邏輯圖等。在設(shè)計電路時，必須用規(guī)定的符號繪制電路圖。
典例1下圖所示的尺寸標注中，不正確的標注共有(　C　)
A．1處　　　B．2處　　　C．3處　　　D．4處
解析 R15，斜線下的30、18，共3處錯誤。
典例2 (2021·浙江7月學考)圖中錯標(含漏標)的尺寸共有(　C　)
A．1處 B．2處 C．3處 D．4處
解析 錯標 2處， 20要寫在左邊， 10應該標為φ10。漏標l處，總體尺寸的寬度。
典例3 通用技術(shù)實踐課上，小明設(shè)計了如圖所示的零件， 圖中多標的尺寸共有(　B　)
A．1處 B．2處 C．3處 D．4處
解析 φ12及分段尺寸20多標，共2處，選項B正確。
典例4 (2020·浙江7月學考)下圖是圓鋼加工后的零件，該零件的視圖正確且符合尺寸標注基本要求的是(　A　)
解析 本題考查簡單形體的三視圖及尺寸標注。從左視方向看，圓柱體的左右邊界與截交線之間是圓柱曲面，投影后不可見，排除C、D；在尺寸標注時，只需標出截平面的位置，即尺寸30，而截交線的長度(即弦長35)是自然形成的，無須標出，故選A。
典例5 通用技術(shù)實踐課上，小明繪制了如圖所示的零件加工圖，圖中多標的尺寸共有(　C　)
A．0處　　　B．1處　　　C．2處　　　D．3處
解析 由標注R3 可推出半圓槽直徑為6，故左側(cè)標注6 多余，直徑φ30、弦長24與弦心距18重復，故多標2處。
典例6 通用技術(shù)實踐課上，小明設(shè)計了如圖所示的零件(厚度為5 mm)。圖中漏標的尺寸共有(　C　)
A．1處 B．2處 C．3處 D．4處
解析 如圖所示，共少3處(箭頭指示處)，選項C正確。
典例7 (2021·長興中學檢測)關(guān)于圖中的尺寸標注(其中EQS表示均勻分布)的分析中，正確的是(　B　)
A．漏標1處 B．漏標2處
C．56標注正確 D．3×φ8標注錯誤
解析 本題考查尺寸標注。缺少的尺寸有小圓圓心與中心的距離(EQS是均布，知道這個距離，當作半徑，即可確定出三個小圓的位置)；切面離中心水平線的距離，選項A錯誤，B正確；56是直徑，應標為φ56，選項C錯誤；3×φ8沒有標注錯誤，選項D錯誤。
典例8 小明準備用大小合適的鐵塊加工如圖所示的零件，按1∶2的比例繪制了該零件的三視圖。下列關(guān)于尺寸標注的說法正確的是(　B　)
A．該零件的總高為72 mm
B．現(xiàn)有標注中共有2處錯誤
C．漏標4處尺寸
D．現(xiàn)有標注中多標1處尺寸
解析 總高為36 mm，與比例無關(guān)，A錯誤；20標注錯誤，36標注錯誤，選項B正確；漏標尺寸為5處，C錯誤；沒有多標，D錯誤。
典例9 (2021·衢州二中檢測)通用技術(shù)實踐課上，小明設(shè)計了如圖所示的零件，圖中漏標的尺寸共有(　C　)
A．2處 B．3處 C．4處 D．5處
解析 如圖所示，共漏標4處，選項C正確。
學考釋疑
主要題型有尺寸錯標題、尺寸漏標題、尺寸多標題及尺寸標注綜合題，注意：
(1)對于斜線上的尺寸標注需要標注在斜線的上方，且字頭向上。
(2)尺寸線不能是輪廓線、軸線，也不能是其延長線。
(3)圓弧內(nèi)的直徑線或半徑線不能水平也不能垂直，要有一定的傾角。
(4)加工時直接形成的結(jié)構(gòu)的尺寸不用標注。
(5)對于倒角類，必須標注定形尺寸，簡單說需要標注倒角的邊的總長、總寬及半徑。
(6)對于圓孔類需要標注定位尺寸即圓心坐標和直徑。
(7)對稱線(點劃線)：可以通過對稱計算出部分尺寸。
(8)在考慮漏標時不能忘記零件的厚度尺寸。
(9)回轉(zhuǎn)面結(jié)構(gòu)不需要標注總長或總高，只需標注回轉(zhuǎn)面的圓心定位。
(10)與兩圓相切[一個圓與一條直線或兩條直線(需要看情況)]的圓弧，不需要標注定位尺寸，只需要標注半徑。
(11)EQS均布，需要標注均布小孔的定位圓的直徑。
(12)尺寸標注的是形體的真實大小，與圖樣的大小、繪圖的準確度無關(guān)。專題梳理7　材料的性能與規(guī)劃及木工工藝
1模型與材料【必修 技術(shù)與設(shè)計1 第128—142頁　指導意見第32—39頁】
1．模型是根據(jù)實物、設(shè)計圖樣或構(gòu)思，按比例、生態(tài)或其他特征制成的與實物相似的一種物體。原型可以是產(chǎn)品本身，也可以是在產(chǎn)品生產(chǎn)之前制作的與產(chǎn)品大小相同、使用功能一致的物體。模型在設(shè)計的過程中，具有以下兩個功能：①使設(shè)計對象具體化。②幫助分析設(shè)計的可能性。
2．根據(jù)設(shè)計的要求，可先后制作草模、概念模型、結(jié)構(gòu)模型、功能模型和展示模型等多種模型。
3．在工程領(lǐng)域，一般將材料按化學成分分為金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料和復合材料四大類。木材、金屬材料、塑料等都是常見的材料。
(1)木材是一種優(yōu)良的造型材料，具有較好的強度性能及優(yōu)良的加工性能。可分為實木板材和人造板材。實木板材是指采用完整的木材(原木)制成的木板材。實木材料具有各向異性的特點，在自然條件下具有吸濕而膨脹、解吸而收縮的特性。木材暴露在空氣中時，容易受溫度和濕度的影響，發(fā)生尺寸、形狀和強度的變化，導致變形、開裂、扭曲和翹曲等現(xiàn)象。人造板材在幅面方向上的尺寸穩(wěn)定性好，較實木而言適用范圍更廣。包括密度板、刨花板、膠合板、細木工板、三聚氰胺板等。
(2)金屬材料是指由純金屬或合金構(gòu)成的材料，具有金屬光澤，有良好的導熱和導電性能，以及優(yōu)良的力學性能和可加工性能。金屬材料的力學性能主要包括強度、剛度、硬度等，一般以抗拉強度作為判別金屬強度的指標。硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一種性能指標，它直接影響材料的耐磨性和切削加工性。一般情況下，材料的硬度越高，其耐磨性越好。
(3)塑料是一種具有多種特性的材料。它原料來源廣，性能優(yōu)良(質(zhì)輕，具有絕緣性、耐腐蝕性等)，加工成型方便，具有裝飾性，而且價格比較低廉，廣泛應用于儀器、儀表、家用電器、包裝及日常生活用品等各領(lǐng)域。塑料可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。熱塑性塑料受熱后可多次成型，廢料可回收再利用。
熱固性塑料是指在初次成型后形狀固化下來，不能再次熱熔或軟化的塑料。在隔熱、耐磨、絕緣、耐高壓電等惡劣環(huán)境中使用的塑料，大部分是熱固性塑料。
(4)新材料是指新出現(xiàn)的具有優(yōu)異性能或特殊功能的材料，或是傳統(tǒng)材料改進后性能明顯提高或產(chǎn)生新功能的材料。
(5)材料的強度是指材料抵抗變形和斷裂的能力。強度是評定材料質(zhì)量的重要力學性能指標，是設(shè)計中選用材料的主要依據(jù)之一。根據(jù)受力種類的不同，分為抗壓、抗拉、抗彎、抗剪等。
4．在產(chǎn)品設(shè)計選擇材料時，首先應該考慮材料的性能是否能滿足產(chǎn)品的使用功能、使用環(huán)境、結(jié)構(gòu)要求等。還需要考慮材料應具有良好的加工性能，符合造型設(shè)計中成型工藝、加工工藝和表面處理的要求，優(yōu)先選擇技術(shù)難度小、工藝簡單、材料利用率高，并與加工設(shè)備及生產(chǎn)技術(shù)相適應的材料。
材料的價格和加工成本直接影響著產(chǎn)品的性價比。應在滿足設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合材料的成本，優(yōu)先選用資源豐富、價格低廉、質(zhì)量上好的材料。選擇材料時，安全是最基本的因素，材料的選擇應充分考慮可能遇到的各種危險。在規(guī)劃材料時，一要做到料盡其用，優(yōu)材不劣用，大材不小用，長材不短用；二要充分考慮材料的顏色、花紋和光澤，外用料要選擇材質(zhì)好、紋理美觀、涂飾性能好的材料；三要考慮材料的加工余量和損耗等因素，保證各部件的順利裝配和作品的尺寸精度。
典例1 圖中是19世紀英國設(shè)計制造的一艘龐大蒸汽船——大東方號，沒有進行模型制作就直接投入生產(chǎn)，最終因動力不匹配，首航失敗。后來參與該船設(shè)計的工程師仿造了該船模型，在水槽中進行試驗，測算出真船所需的動力數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)與真船的數(shù)據(jù)驚人的一致。以下對該案例中模型的功能和所用的試驗方法的說法中都正確的是(　D　)
A．使設(shè)計對象具體化、模擬試驗法
B．使設(shè)計對象具體化、強化試驗法
C．幫助分析設(shè)計的可能性、優(yōu)選試驗法
D．幫助分析設(shè)計的可能性、模擬試驗法
解析 本題主要考查模型的作用及技術(shù)試驗的選擇。題干描述“沒有進行模型制作就直接投入生產(chǎn)，最終因動力不匹配，首航失敗”體現(xiàn)了模型的作用是分析設(shè)計的可能性，選項A和選項B排除；利用模型進行試驗屬于模擬試驗法，選項D正確。
典例2 模型有各種不同的用途，以下四種模型中，其中一種與另外三種用途不同的是(　A　)
解析 本題主要考查模型在不同階段的作用，根據(jù)設(shè)計的要求，可先后制作草模、概念模型、結(jié)構(gòu)模型、功能模型和展示模型。神舟飛船中的人的模型屬于功能模型，主要用于研究產(chǎn)品的各種性能以及人機關(guān)系，同時也用作分析、檢查設(shè)計對象各部分組件尺寸與機體的相互配合關(guān)系，并在一定的條件下用于試驗。而其他三個模型為概念模型。故選A。
學考釋疑　
主要考查不同階段的5種模型：草模、概念模型、結(jié)構(gòu)模型、功能模型、展示模型。
草模：設(shè)計初期階段，采用立體模型將設(shè)計構(gòu)思簡單地表示出來。
概念模型：在草模的基礎(chǔ)上，用概括的手法從整體上表現(xiàn)產(chǎn)品造型的概念。
結(jié)構(gòu)模型：研究造型與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，清晰地表達產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸和連接方法，可以進行結(jié)構(gòu)強度試驗。
功能模型：研究各種性能及人機關(guān)系。
展示模型：在結(jié)構(gòu)和功能模型的基礎(chǔ)上，采用真實材料，按照準確尺寸，選擇恰當?shù)谋壤龀傻呐c實際產(chǎn)品形態(tài)高度相似的模型，具有實際功能。
典例3 (2021·蕭山三中檢測)人造板材在幅面方向上的尺寸穩(wěn)定性好，較實木而言適用范圍更廣。下列關(guān)于人造板材的說法中正確的是(　D　)
A．密度板、膠合板和三聚氰胺板是人造板材，刨花板和細木工板不是人造板材
B．密度板、膠合板、刨花板和三聚氰胺板是人造板材，細木工板不是人造板材
C．密度板、膠合板、細木工板和三聚氰胺板是人造板材，刨花板不是人造板材
D．密度板、膠合板、三聚氰胺板、刨花板和細木工板都是人造板材
解析 這些木板都是人造板材，選項D正確。
2木工工藝【必修 技術(shù)與設(shè)計1 第143—150頁　指導意見第32—39頁】
1．工藝是指利用工具和設(shè)備對原材料、半成品進行技術(shù)處理，使之成為產(chǎn)品的方法和過程。因目的和功能不同，工藝分為很多種，常見的有加工工藝、裝配工藝、檢測工藝和表面處理工藝等。工藝影響產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、強度以及外觀等方面，對保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率具有非常重要的作用。在制造領(lǐng)域，常用的工藝有木工工藝、鉗工工藝、機械加工工藝、焊接工藝、鑄造工藝、鍛造工藝、沖壓工藝、熱切割工藝、金屬材料熱處理工藝等。隨著科技的發(fā)展，激光加工、快速成型、電火花加工等新的加工工藝不斷涌現(xiàn)。
2．三維打印技術(shù)是利用打印頭、噴嘴或其他打印技術(shù)，通過材料堆積的方式來制造零件或?qū)嵨锏囊环N工藝。三維打印所用的設(shè)備稱為三維打印機，三維打印機以三維模型文件為基礎(chǔ)，將其分割成一系列數(shù)字切片，通過計算機控制把 “打印材料”一層層疊加起來，生成三維實體。使用三維打印技術(shù)設(shè)計制作作品的一般過程是：
(1)在計算機中生成符合設(shè)計要求的三維數(shù)字模型。
(2)根據(jù)工藝要求把三維數(shù)字模型分層切片。
(3)輸入加工參數(shù)，生成數(shù)控代碼，由三維打印機噴頭在程序控制下逐層制造實體模型。
(4)打印完成后，清除打印支撐，得到最終實體模型。
3．木工加工的常見工序：
(1)量具與畫線：
在待加工的材料上用相應的工具畫出加工輪廓線、基準點和基準線。木工工藝中常用的量具有鋼卷尺、鋼直尺、角尺，常用的畫線工具有木工鉛筆、墨斗、畫線規(guī)等。
畫線時應將沒有疵點的木料面作為正面(看面)；畫線工具宜細不宜粗，線的寬度一般不超過__0.3__mm；所有尺寸一定要測量準確。
(2)鋸割：
鋸割是將尺寸較大的木材沿著畫定的線開鋸、分解、開榫、鋸削、截斷的一種操作，在木材成型加工中較為常用。鋸割加工使用的工具是鋸子，常用的有板鋸、刀鋸、鋼絲鋸等。
鋸割加工時，鋸縫會有一定的消耗量，因此在畫線時，要根據(jù)鋸割的需要留出一定的余量。對于鋸縫的消耗量，一般大鋸約為 4__mm，中鋸為2～3__mm，細鋸為1.5～2__mm。
(3)刨削：
刨類工具的種類按其用途可以分為平刨、槽刨、線刨、邊刨等。平刨是木工使用最多的一種刨，主要用來刨削木料的表面。
(4)鉆孔：
木工常用的鉆孔工具有鑿子、手搖鉆、手電鉆和臺鉆等。
手電鉆操作要領(lǐng)：應單手持鉆，對準孔中心，扣緊開關(guān)，均勻用力加壓。待孔快鉆透時，減小壓力。
鑿削前，將木料固定在工作臺面上，打鑿子時，一手應緊握鑿柄，不要讓鑿子左右擺動，以防錘子滑落傷手。
　
　手電鉆　　　　　　　木工鑿
(5)連接：
木材的連接方式主要有螺栓連接、釘接、榫接、合頁連接、膠連接等。
(6)表面處理：
比較大的木料表面可以用木工刨削，比較小的木料加工面可以用木銼銼削，還可以用拋光機和細砂紙打磨處理，最后用油漆涂刷，完成表面處理。常見的木工表面處理工具：
典例4 用大小合適的木料加工下圖所示的榫頭，以下工具中不需要用到的是(　C　)
　　
解析 選項C：絲錐用于攻絲，屬于金工工具，選項符合要求。
典例5 圖中是六棒木質(zhì)孔明鎖的其中一根，現(xiàn)使用一段長木材進行制作，加工時有以下環(huán)節(jié)：①鋸割木條；②在木條上畫線；③將木材刨成長條狀；④鋸割木條內(nèi)部；⑤鑿木條內(nèi)部；⑥銼削鋸割和鑿切面；⑦成型；⑧用砂紙打磨。其合理的流程為(　D　)
　　　　A．①→②→③→④→⑤→⑥→⑦→⑧
B．②→①→③→④→⑥→⑤→⑦→⑧
C．③→②→①→④→⑥→⑤→⑦→⑧　　
D．③→②→①→④→⑤→⑥→⑦→⑧
解析 需要先將木材刨成長條狀，選項A和選項B錯誤；榫孔與外部相連，需要先鋸割再鑿，最后銼削，故選D。
典例6 (2021·臺州一中檢測)在已經(jīng)刨平的方木條上制作榫頭和榫眼(如圖所示)，有關(guān)手工木工工具的使用，下列說法中正確的是(　B　)
A．制作榫頭時要用到鑿刀，制作榫眼時要用到木工框鋸
B．制作榫頭時要用到木工框鋸，制作榫眼時要用到木工框鋸和鑿刀
C．制作榫頭和榫眼時都要用到鑿刀
D．制作榫頭時要用到木工框鋸和鑿刀，制作榫眼時要用到木工框鋸
解析 直接用木工框鋸可以加工榫頭；制作榫眼時要用到木工框鋸和鑿刀，故選B。
學考釋疑　
(1)木工的一般流程：
下料→畫線→鋸割→銼削(刨削)→鉆孔(鑿榫眼和制作榫頭)→連接→表面處理。
特別注意：
刨削可以提前的情況：當整板需要刨削時，可以先刨削，再進行其他操作。
榫頭加工流程：畫線→鋸割→銼削。
榫孔1加工流程：畫線→鋸割→鑿→銼削。
榫孔2加工流程：畫線→鑿→銼削。
(2)操作要點：
工藝 加工方法或流程
畫線 工具：木工鉛筆、木工角尺
流程：→→→
手工
鋸割 工具：板鋸、框鋸、鋼絲鋸
操作要領(lǐng)：
1.開始時要用大拇指的指甲做引導
2.正常起鋸要有節(jié)奏
3.盡量使的鋸齒參與操作
4.框鋸的鋸齒必須朝前，而鋼絲鋸鋸齒朝向自己
電動
鋸割 工具：曲線鋸、圓鋸機
操作要領(lǐng)：鋸割時必須對著加工尺寸線，及時調(diào)整專題梳理8　金工工藝
金工工藝【必修 技術(shù)與設(shè)計1 第150 —163頁　指導意見第32—39頁】
金工的一般流程：下料→劃線→鋸割→銼削→鉆孔→攻絲或套絲→連接→表面處理。
攻絲和套絲之前要倒角；鋸割后要有銼削；攻絲前要有鉆孔；鉆孔前要定位(沖眼)。
表面處理、淬火、折彎一般都在最后(折彎→淬火→表面處理)。
淬火：提高硬度，材料硬度提高，增加操作難度。
(1)劃線：用工具劃出加工部件的輪廓線或基準點或基準線。
步驟：劃出基準； 劃輪廓線。
鋼直尺：一種簡單的尺寸量具。
　
角尺：(90°角尺)在劃線時用作劃垂直線或平行線的導向工具，也可用來找正工件表面在劃線平板上的垂直位置(檢查銼削面的垂直度)，如圖所示。
劃針：在工件上劃線條。劃線時，劃針向劃線方向傾斜45°～75°夾角，上部向外側(cè)傾斜15°～20°。盡量一次劃完。
劃規(guī)：用來劃圓弧、等分線段、等分角度和量取尺寸等，如圖所示。
樣沖：用于在工件所劃加工線條上打樣沖眼(沖點)，作加強界線標志和作圓弧或鉆孔時的定位中心。注意：敲擊前扶直樣沖。
(2)鋸割：
①工具：手鋸(鋼鋸)
②鋸割操作要領(lǐng)：
一般采用遠起鋸(注意起鋸角約為15°，角度太大容易崩齒，太小則不易切入)。鋸割線是鉛垂線，一般在臺虎鉗口左側(cè)2～3__cm處。
左手大拇指貼住鋸條(注意手指不要壓鋸條背，會受傷)，起鋸壓力要小，速度要慢，鋸程短，將鋸條靠在左手拇指處，鋸到槽深2～3__mm時，開始正常鋸削。
正常鋸割時：站位和握鋸姿勢要正確；推鋸加壓，回拉不加壓；鋸程要長；推拉要有節(jié)奏；不能用手抹和嘴吹鐵屑。用力：推力和壓力由右手控制，左手配合右手扶正鋸弓，壓力不要過大。推出為切削過程施加壓力，返回行程不切削，不加壓力自然拉回。
鋸割快結(jié)束時，減小推鋸時的壓力，不能讓工件掉落到地上，要用另一只手扶住，如果工件較小，會燙手，要注意安全。
(3)銼削：
①工具：
②銼刀的使用注意事項：銼刀使用過程中的姿勢和用力；不能用銼刀敲擊工件和其他，銼刀不能疊放；在銼削前要先將鐵塊夾在臺虎鉗中間，銼削面要求水平，距離臺虎鉗面2～3__cm；銼削方向一般情況下要與臺虎鉗口垂直；不能用嘴吹和用手清除鐵屑，要用專門的刷子。
③銼刀的操作要領(lǐng)：銼削時要注意身體和手臂動作的協(xié)調(diào)；在推銼過程中，左手的施壓要由大變小，右手的施壓要由小變大，使銼刀平衡而不上下擺動。
(4)鉆孔：先用樣沖沖中心點(沖眼)，然后用平口鉗或手鉗夾緊工件，裝上鉆頭鉆孔。
鉆頭：麻花鉆。
鉆孔的操作步驟：①樣沖定位；②裝夾鉆頭；③裝夾工件；④鉆孔。
安全操作警示：二要(操作時要集中注意力；要戴防護眼鏡)；二不(不準戴手套操作和用嘴吹；不能用手直接扶持小工件、薄工件，以免造成傷害事故)。
(5)螺紋加工：
①攻絲：利用絲錐在圓柱孔內(nèi)表面上加工出內(nèi)螺紋的操作。
攻絲工具：絲錐扳手和絲錐(見圖)。
攻絲操作時的注意事項：
鉆孔后孔口倒角(90°)(如果是通孔則兩面孔口都應倒角)；攻絲時絲錐垂直于孔的中心線的垂直面；當絲錐切入1～2圈時，用目測或直角尺前后、左右兩個方向檢查絲錐是否垂直，并校正，攻絲時，每扳鉸杠～1圈時，要倒轉(zhuǎn)約圈，使切屑斷裂易于排出(不能一直向下用力)，攻絲時應順時針旋轉(zhuǎn)，若感到吃力時則逆時針旋轉(zhuǎn)180°。再吃力時適當加一點冷卻液。
據(jù)螺孔和材料的要求，初錐和中錐、底錐按順序使用。
　　　　　　攻螺紋示意圖
②套絲：利用板牙在圓柱體的外表面上加工出外螺紋的操作稱為套絲。
套絲工具：圓板牙和圓板牙扳手。
套絲操作時的注意事項：
a．套絲時應保持板牙端面與圓柱桿軸線垂直。
b．套絲開始時雙手順時針均勻旋轉(zhuǎn)板牙，并施加軸向壓力，當板牙切入后取消壓力。
c．為了斷屑，板牙要經(jīng)常逆時針旋轉(zhuǎn)。
(6)表面處理：金屬表面處理方法有表面刷光、噴涂油漆、鍍層等。
表面刷光：準備(清除毛刺和鐵屑)→粗處理(用細銼銼平金屬表面)→細處理(用精細級金剛砂紙打磨)。
噴涂油漆：先檢驗油漆對金屬表面的適用性，然后涂防銹漆，再油漆噴涂。
鍍層：可以在金屬表面涂上一層塑料，也可以采用電鍍的方法。
(7)金屬之間的不可拆卸連接一般采用鉚接、焊接和黏結(jié)，金屬之間的可拆卸連接一般采用螺栓螺母連接。金屬和非金屬之間、非金屬和非金屬之間的不可拆卸連接，一般采用黏結(jié)；金屬和非金屬之間、非金屬和非金屬之間的可拆卸連接，一般采用螺栓螺母連接。常用的連接方法及連接件的圖示、應用說明如下表。
典例1 下列鉗工工具搭配使用不合理的是(　C　)
　A.　　　　　B.　　　　　　C.　　　　　　D.
解析 選項C中的工具為平口鉗和手鋸，金屬鋸割的裝夾工具是臺虎鉗而不是平口鉗，選項錯誤。
典例2 通用技術(shù)實踐課上，小明要在工件的圓柱面上鉆一個小孔，為了防止鉆頭跑偏，設(shè)計了一個簡易鉆模(如圖所示)。將工件裝入鉆模，鉆頭沿著鉆模上的小孔在圓柱面上鉆孔。請根據(jù)圖及其描述完成第(1)(2)題。
(1)如果用36 mm×36 mm×31 mm的鋼塊制作該鉆模，下列加工工藝及其工具選擇中不需要或不合理的是(　D　)
A．沖眼：樣沖和鐵錘
B．劃線：劃針和鋼角尺
C．鉆孔：麻花鉆和平口鉗
D．鋸割：手鋸和臺虎鉗
(2)加工鉆模時，小明進行了下列操作，其中不恰當?shù)氖?　D　)
A．先在鋼塊上劃出中心線和外輪廓線，然后沖眼、劃圓
B．將麻花鉆正直插入鉆夾頭，并夾緊
C．將平口鉗放到臺鉆工作臺上，并夾緊鋼塊，戴上防護眼鏡，對準沖眼，開始鉆孔
D．將鉆孔后的鋼塊連同平口鉗一起移到鉗工桌上，銼去外輪廓的余量
解析 (1)用36 mm×36 mm×31 mm的鋼塊制作35 mm×35 mm×30 mm的鉆模，加工余量只有1 mm，無法鋸割，只能銼削，故選D。
(2)銼削的夾具為臺虎鉗，通常認為臺虎鉗與工作臺固定，平口鉗與臺鉆固定，D錯誤。選項A：通常認為精度要求不高時，鉆孔不需要外面劃圓，精度要求高時，劃圓用來檢測鉆孔是否出現(xiàn)偏移。
典例3 (2022·浙江1月學考)小明在通用技術(shù)活動室用大小合適的鋼板制作如圖所示的零件，下列操作合理的是 (　C　)
A. 用劃針在鋼板上劃出零件的幾何形狀，并用劃針沖眼
B．戴好手套直接握持鋼板，在臺鉆上鉆孔
C．將鉆孔后的鋼板在臺虎鉗上夾緊，用鋼鋸鋸出U 形槽缺口
D．用手鉗夾持鋸割后的鋼板，并用銼刀銼削鋼板U 形槽缺口
解析 沖眼用樣沖， 劃針用來劃線，選項A錯誤；鉆孔不準帶手套且不能用手直接握持工件，選項B錯誤；銼削鋼板時應該用臺虎鉗夾持，選項D錯誤。
典例4 以下金屬加工過程中，操作正確的是(　B　)
解析 選項A：絲錐應該安裝在上端方頭處，選項錯誤；選項C：起鋸角一般為15°，選項錯誤；選項D：鉆孔時不能戴手套操作，選項錯誤。
典例5 (2021·溫州中學檢測)通用技術(shù)實踐課上，小明設(shè)計了下圖所示的零件，用厚度為8 mm 的鋼板制作該零件，下列加工流程中合理的是(　A　)
A．劃線→沖眼→鉆孔→鋸割→銼削→淬火
B．劃線→鋸割→銼削→淬火→沖眼→鉆孔
C．劃線→沖眼→鉆孔→淬火→鋸割→銼削
D．劃線→鋸割→銼削→鉆孔→沖眼→淬火
解析 零件的加工工藝有劃線、沖眼、鉆孔、鋸割、銼削、淬火。淬火工藝是為了提高制品的硬度，一般都安排在加工的最后一步，排除B、C 選項；鉆孔前應先沖眼，選項A正確。
典例6 利用鋼板加工右圖所示的工件，現(xiàn)要求獲得高精度的目標工件，下列正確的加工流程是(　A　)
A．劃線→鉆孔→鋸割→銼削→彎折→鉆孔→銼削
B．劃線→鉆孔→鋸割→銼削→彎折
C．劃線→鋸割→鉆孔→銼削→彎折
D．劃線→彎折→鉆孔→鋸割→銼削
解析 為保證加工精度，兩側(cè)圓孔應彎折后鉆孔，彎折前應先加工底部槽，故選A。
典例7 如圖，這是一款高度可調(diào)節(jié)的電腦桌，立柱可伸縮，用緊固件固定。為了操作方便，下列緊固件中應選用(　A　)
　　
解析 根據(jù)題目要求，該連接件需要經(jīng)常調(diào)節(jié)，為操作方便，最好能不使用工具調(diào)節(jié)，選項A是手擰螺栓，不需要使用工具，符合要求。
典例8 通用技術(shù)實踐課上，小明設(shè)計了下圖所示的零件(厚度為5 mm)。用厚度為5 mm的鋼板制作該零件，下列說法中不合理的是(　B　)
A．加工流程可以為：劃線→沖眼→鉆孔→鋸割→銼削
B．用圓銼加工該零件外輪廓的各段圓弧
C．需要用到的工具：鋼直尺、樣沖、劃規(guī)、鋼鋸、平銼、麻花鉆等
D．在平口鉗上夾緊鋼板并調(diào)整位置，戴上防護眼鏡，進行鉆孔
解析 選項B：圓銼主要應用于內(nèi)圓弧的銼削。而該零件中，存在半徑為25 mm的外圓弧、兩處倒角圓弧，均不可以使用圓銼，選項錯誤。
學考釋疑　
主要題型有工具選擇題、加工要領(lǐng)題、加工流程題、連接方式及工藝綜合題，在解題中需要注意：
(1)劃針的操作要領(lǐng)：劃針的頭保持銳利；劃線時劃針要緊貼導向工具(相當于用筆畫線，要有個傾角)；劃線要盡量一次完成。
(2)沖眼操作要領(lǐng)：應斜著靠近沖眼部外；沖眼時沖尖對準劃線的交叉點或劃線；敲擊前要扶直樣沖。
(3)鋸割薄板時，為了防止工件產(chǎn)生振動和變形，可用木板夾住薄板兩側(cè)進行鋸割。
(4)鋸割金屬管時，不可一次從上到下鋸斷，應在管壁被鋸透時，將圓管向推鋸方向轉(zhuǎn)動，邊鋸邊轉(zhuǎn)，直至鋸斷。
(5)銼刀種類：圓銼——適合銼凹弧面；平銼(板銼)——適合銼平面、斜面、凸弧面；半圓銼——兩者都可以(兼顧平銼與圓銼功能)；三角銼等等。
(6)表面刷光，去除鐵銹；鍍層、噴涂油漆防銹；適合學生完成的防銹：噴涂油漆。
(7)金工特殊加工流程：
A．腰形槽：橢圓或內(nèi)部有槽(如圖甲)。
　
　　　甲　　　　　　　　　乙
劃線→鉆孔→銼削
B.類腰形槽：與外部相連的圓弧(半腰形槽)(如圖乙)。劃線→鉆孔→鋸割→銼削
C．鉆孔的面是水平面，不能鉆半孔(如圖丙)。
　　　　　　　　　　丙
劃線→鉆孔→鋸割→銼削
D．鉆孔的裝夾問題：若最后鉆孔而導致無法裝夾進行鉆孔時，鉆孔需提前。
E．兩孔間精度要求較高：需要先折彎，再鉆孔。
劃線―→鋸割―→銼削―→折彎―→劃線―→鉆孔
(8)首先明確材料類型(木材或金屬)，再根據(jù)要求選擇連接方式(剛連接或鉸連接)，最后選擇具體方式。
鉸連接——可以轉(zhuǎn)動，不可移動。
剛連接——既不能轉(zhuǎn)動，也不能移動。
注意：非鉸連接非剛連接類型——既能轉(zhuǎn)動，也能移動，例如，腰形槽與轉(zhuǎn)軸的連接。
肯定是鉸連接的是合頁、銷釘。
肯定是剛連接的是平頭螺釘、自攻螺釘、膨脹螺栓、塑料膨脹螺栓、緊定螺釘。
兩者都可以的是螺栓螺母、鉚釘、元寶螺栓螺母。專題梳理9　流程的分析與優(yōu)化
1流程的分析與優(yōu)化【必修 技術(shù)與設(shè)計2 第40—71頁　指導意見第54—59頁】
1．流程是一項活動或一系列連續(xù)有規(guī)律的事項或一種行為進行的程序。可以把流程理解為是為了一定的目的去做事情的順序。任何流程都反映了一定的時序、體現(xiàn)出一定的環(huán)節(jié)。任何一項生活或生產(chǎn)活動都有一定的時序，分為可顛倒時序和不可顛倒時序，不可顛倒時序往往反映了事物或活動的內(nèi)在規(guī)律，應當尊重和遵循這些規(guī)律或機理。對于可顛倒的時序，應注意分析和比較，并根據(jù)一定的目的和條件進行適當?shù)陌才拧－h(huán)節(jié)是指事件發(fā)展過程中，總可以依據(jù)某種特征或方法把它分解為若干個階段或小的過程； 環(huán)節(jié)是個相對的概念，依據(jù)問題性質(zhì)的不同和不同人的理解，環(huán)節(jié)的劃分可能會有所不同，但不能任意劃分環(huán)節(jié)。
2．為了使流程的描述清晰可見，一般采用流程圖來表達流程。流程可以使用文字、表格、圖示、模型、動畫等方式表達。流程圖中使用時間、數(shù)字序號、箭頭來表達時序；流程圖中的序號或方框反映了環(huán)節(jié)、工序的具體情況。流程中工序的作業(yè)方式：串行工序和并行工序。串行工序：每個環(huán)節(jié)都依次進行，特點是上一道工序完成之后才能進入下一道工序。并行工序：工序可以同時進行，特點是多人或多臺設(shè)備同時工作，提高生產(chǎn)效率。注意：判斷框不是并行，每次只能執(zhí)行一個分支。
3．淬火的目的是提高鋼的強度和硬度，增加耐磨性；通過回火的處理可以獲得既有較高的強度、硬度，又有一定的彈性、韌性的具有優(yōu)良綜合機械性能的工件。
4．在流程的設(shè)計和實施過程中，需要對流程進行不斷地改進，以期取得最佳效果，對流程的改進過程稱為流程的優(yōu)化。流程優(yōu)化包括工期優(yōu)化、工藝優(yōu)化、成本優(yōu)化等優(yōu)化指標。工期優(yōu)化的手段有：在不改變工藝的條件下，將某些環(huán)節(jié)的串行改為并行；采用新技術(shù)、新設(shè)備或新工藝。但在優(yōu)化的同時需要考慮到要增加的人力和物力，要把這種增加的成本與縮短工期的成本進行比較，若總成本是降低的，則方案是可行的。工藝優(yōu)化：通過加工方法的改變即工藝的改變實現(xiàn)優(yōu)化 (法蘭的加工)。成本優(yōu)化：通過優(yōu)化達到降低成本等目的。
5．流程優(yōu)化的條件：①內(nèi)部條件：對流程內(nèi)在機理的進一步研究。②外部條件：流程優(yōu)化要建立在設(shè)備、材料、工藝水平提高的基礎(chǔ)上。
6．流程優(yōu)化的一般步驟：①分析流程現(xiàn)狀； ②確定改進的目標和要求； ③確定改進方案。
典例1圖中是某企業(yè)刨花板的生產(chǎn)工藝流程。下列關(guān)于該工藝流程的分析中正確的是(　C　)
A．準備原料與制刨花是并行環(huán)節(jié)
B．加硬化劑、拌膠、加添加劑是并行環(huán)節(jié)
C．拌膠與板坯成型的時序不能顛倒
D．為節(jié)約成本可去除計量環(huán)節(jié)
解析 選項A：準備原料與制刨花存在先后順序，應該為串行環(huán)節(jié)，選項錯誤；選項B：只有加硬化劑和加添加劑之后，才能進行拌膠操作，不符合并行環(huán)節(jié)的特點，選項錯誤；選項C：拌膠與板坯成型的時序是拌膠在前，板坯成型在后，是串行環(huán)節(jié)，不可以顛倒，選項正確；選項D：去除計量環(huán)節(jié)，無法精準確定材料的配比，組成不恰當可能會影響板坯成型，最終影響刨花板的質(zhì)量，所以不能隨意去除該環(huán)節(jié)，選項錯誤。
典例2(2021·浙江7月學考)關(guān)于流程的認識，下列說法中不正確的是(　C　)
A．任何流程都反映了一定的時序，體現(xiàn)出一定的環(huán)節(jié)
B．不可顛倒的時序往往反映了事物或活動的內(nèi)在規(guī)律或機理
C．增加環(huán)節(jié)一定會增加工期
D．流程設(shè)計，首先要明確設(shè)計的目標和任務
解析 選項C：增加環(huán)節(jié)不一定會增加工期，選項錯誤。
典例3下列選項中不屬于流程的是(　B　)
解析 任何流程都反映了一定的時序，選項A、C、D屬于流程，選項B為鉆床的組成，與時間無關(guān)，不屬于流程。
典例4下圖為某企業(yè)塑料生產(chǎn)工藝流程圖，下列關(guān)于該流程的分析中正確的是(　B　)
A．表面預處理與上底油漆是并行的工序
B．上底油漆與烘烤油漆時序不能顛倒
C．為節(jié)約成本可以將檢查環(huán)節(jié)去除
D．可以將上底油漆和上面油漆改成并行的流程以減少工期
解析 表面預處理與上底油漆是有嚴格的先后順序的，故為串行工序；將檢查環(huán)節(jié)去除必將影響產(chǎn)品質(zhì)量，后續(xù)會引起更大退換成本損失；上底油漆和上面油漆是有嚴格的先后順序的，不可以同時進行，所以無法改成并行的流程。
學考釋疑　
(1)流程中工序的作業(yè)方式中串行和并行的區(qū)別
串行：上一道工序完成之后才能進入下一道工序。類比串聯(lián)。
并行：幾項工作同時進行。類比并聯(lián)。
(2)判斷框(菱形)：不是并行，每次只能執(zhí)行一個分支；部分考題中不再出現(xiàn)判斷框，但以分支結(jié)構(gòu)形式出現(xiàn)，兩個分支不屬于分支結(jié)構(gòu)。
(3)物品與環(huán)節(jié)的區(qū)分：環(huán)節(jié)在流程圖(方框圖)中以方框形式呈現(xiàn)，物品則沒有方框。
(4)流程優(yōu)化涉及的指標：工期、工藝、成本，要會區(qū)別。
A. 工期優(yōu)化——縮短時間。方法1：將串行改為并行；方法2：采用新產(chǎn)品、新設(shè)備、新技術(shù)。
注意：在縮短工期的同時要考慮到并行工作需要的人力和物力的增加，要把人力和物力增加的成本與縮短工期的成本進行比較——考慮投入產(chǎn)出比。
B. 工藝優(yōu)化——改變生產(chǎn)方式。
C. 成本優(yōu)化——降低成本。注意：耗油與載重的關(guān)系。
D. 環(huán)節(jié)越多，工期并不一定越長；流程的優(yōu)化，可能增加環(huán)節(jié)；箭頭方向無法表達時序能否顛倒。
2流程的設(shè)計【必修 技術(shù)與設(shè)計2 第54—59頁 　指導意見第54—59頁】
1．設(shè)計一個流程首先應明確流程要實現(xiàn)的具體目標，如圖所示：
2．總體上：流程設(shè)計應該要研究內(nèi)在屬性與規(guī)律。具體的：設(shè)計流程需要考慮的基本因素包括材料、工藝、人員和資金、環(huán)境、設(shè)備。不同行業(yè)的流程有不同的特點，流程設(shè)計中應考慮的基本因素也各有差異。流程設(shè)計要依據(jù)事物的內(nèi)在屬性和客觀規(guī)律，科學地設(shè)計時序和環(huán)節(jié)，以達到設(shè)計的目標。一個流程要經(jīng)過精心設(shè)計和反復修改，才能達到比較理想的效果，具體的流程設(shè)計如圖所示：
典例5 圖中的防疫通道由頂板、地板、門架和墻板組成。門架上安裝有測溫儀、攝像頭、防護簾等。下列關(guān)于該防疫通道安裝流程的設(shè)計分析中正確的是(　A　)
A．把墻板安裝到地板和把頂板安裝到墻板應設(shè)計成串行工序
B．先把攝像頭、測溫儀安裝到門架上，方便后續(xù)門架與墻板的安裝
C．在門架上安裝防護簾和安裝攝像頭的時序不可顛倒
D．兩端門架與墻板的安裝設(shè)計成并行工序，既可節(jié)省安裝時間，又可減少安裝人員
解析 設(shè)計時應先把墻板安裝到地板，再把頂板安裝到墻板，這種工序是串行工序，A正確；門架上先安裝攝像頭、測溫儀，對后續(xù)門架與墻板的安裝有影響，不合理，B錯誤；在門架上安裝防護簾和安裝攝像頭的時序可以顛倒，C錯誤；兩端門架與墻板的安裝設(shè)計成并行工序，不安全，D錯誤。
典例6(2021·寧波惠貞書院檢測)下圖是一種車輪的結(jié)構(gòu)示意圖，軸承1 和軸承2安裝在滾輪的孔中，用于滾輪與螺栓間的支承，套筒1和套筒2 分別安裝在支撐座兩個側(cè)板的孔中，用于對滾輪的軸向定位，螺栓穿過套筒1、滾輪、套筒2 安裝在支撐座上，墊圈、螺母安裝在螺栓上，用于鎖緊。下列分析中不正確的是(　B　)
A．可用扳手將螺母擰緊
B．安裝螺栓與放置滾輪的時序可以顛倒
C．安裝軸承與安裝套筒可以設(shè)計成并行工序
D．為增加該車輪的抗震性，在墊圈和螺母間應增加彈簧墊圈
解析 選項B：如果先安裝螺栓，滾輪無法放置，時序不可以顛倒，選項錯誤。
典例7下圖是套筒的鑄造工藝示意圖。根據(jù)零件圖制作砂芯和砂型，然后將砂芯裝入砂型中，合箱后形成鑄型，再把熔煉的鐵水澆注到鑄型中，冷卻后取出鑄件，清理鑄件得到毛坯。下列流程中不能用于套筒鑄造的是(　C　)
解析 選項C中制作砂型和制作鑄型不能并行。
典例8疫情發(fā)生以來，人們更加重視日常生活中的個人衛(wèi)生。人們常用七步洗手法完成洗手流程。下列說法中不正確的是(　A　)
A. 七個洗手環(huán)節(jié)的時序一定不可顛倒
B. 圖中使用了圖示法來描述洗手流程
C. 洗手流程中的每一個環(huán)節(jié)都應該盡量做到規(guī)范
D. 正確合理的流程可以指導我們正確地做事
解析 選項A：先洗手的哪些部位并沒有嚴格的步驟規(guī)定，可以顛倒，選項錯誤。
學考釋疑　
流程的設(shè)計題，主要包括一般流程的設(shè)計及裝配流程的設(shè)計。在設(shè)計簡單的流程圖時，能夠在框圖、文字、表格中選擇一種把流程表達清楚。以最常用的設(shè)計框圖為例：
(1)根據(jù)對事物的內(nèi)在屬性和規(guī)律的分析，以及有關(guān)的考慮，將流程的全過程，按每個階段的功能、作用的不同，分解為若干個小過程(環(huán)節(jié))，并用方框表示環(huán)節(jié)。
(2)按照每個小過程應該經(jīng)歷的時間順序(時序)，將各個環(huán)節(jié)依次排開，并用箭頭連接。專題梳理10　加工流程與裝配流程
流程綜合【必修 技術(shù)與設(shè)計 2 第40—71頁　指導意見第54—59頁】
1．流程設(shè)計的步驟：明確目標，明確任務；分析基本因素；明確主要事項(步驟)；確定時序，劃分環(huán)節(jié)；畫出(或修改)流程圖；判斷優(yōu)化。
2．設(shè)計流程時需要關(guān)注的問題：①規(guī)范性，必須包含一定的步驟和規(guī)范；②可執(zhí)行性，在實際操作時要能夠執(zhí)行，不脫離實際；③集成性，各環(huán)節(jié)必須相互關(guān)聯(lián)；④簡化，流程盡量簡化；⑤自動化，盡量由設(shè)備、機器、信息系統(tǒng)等自動完成，減少人的參與。
典例1(2021·浙江7月學考)通用技術(shù)實踐課上，用大小合適的鐵塊加工如圖所示的支撐板。請你完成以下任務：
(1)合理的加工流程為A→__D__→__C__→A→__B__→E(在“A.劃線；B.鉆孔；C.銼削；D.鋸割：E.倒角”中選擇合適的選項，將序號填入“______”處)。
(2)銼削支撐板的內(nèi)直角選用的銼刀是__C__(在“A.平銼：B.圓銼；C.方銼” 中選擇合適的選項，將序號填入“______” 處)。
(3)采用直銼法銼削，由于操作要領(lǐng)不當，常常會形成下圖所示的三種銼削面，因左、右手搖晃形成的銼削面是__B__(在下列選項中選擇合適的選項， 將序號填入“______” 處)。
　　　　　A.　　　　B.　　　　C.
(4)鉆孔時，選用的夾具是__B__(在“A.臺虎鉗；B.平口鉗” 中選擇合適的選項，將序號填入“______”處)。
解析 (1)先將圖1所示的鐵塊，通過劃線→鋸割→銼削等操作，得到圖2 所示的結(jié)構(gòu)，再劃線(圖3)，最后鉆孔和倒角(圖4)。
(2)銼削內(nèi)直角應選用方銼， 故選C。
(3)A和C 都是傾斜的平面，可見是因為左、右手沿斜線來回銼削引起的。如果左、右手搖晃，則容易形成凸面， 故選B。
(4)平口鉗是常用的鉆孔夾持工具， 而臺虎鉗用于鋸割、銼削等操作，不用于鉆孔， 故選B。
典例2(2021·浙江1月學考)在通用技術(shù)實踐課上，小明用大小合適的鋼板加工如圖所示的零件。請回答以下問題：
(1)合理的加工流程是D→__C__→__A__→__E__→B(在 “A.鉆孔；B.銼削；C.沖眼；D.劃線；E.鋸割”中選擇合適的選項，將序號填入“______”處)。
(2)為防止零件生銹﹐以下表面處理方法中合理的是__B__(在“A.銼削；B.噴涂油漆；C.砂紙打磨”中選擇合適的選項，將序號填入“______”處)。
(3)請補全視圖中所缺的2條圖線(超過2條圖線倒扣分)。
答案 見解析圖
解析 (1)因為零件中含有凹槽，所以必須要先鉆孔，鉆孔前要沖眼；因為凹槽是開口的，所以鉆孔后再鋸割，所以流程是D→C→A→E→B。
(2)噴涂油漆和鍍層可以防銹，銼削和砂紙打磨都不行，所以選擇B。
(3)可見輪廓線用實線，不可見輪廓線用虛線，如圖所示。
典例3小明在通用技術(shù)實踐課的操作中發(fā)現(xiàn)，工件尺寸稍大于鉗口的最大張開尺寸，臺虎鉗就無法夾持，小明決定針對臺虎鉗的鉗口進行改進設(shè)計。請完成以下任務：
(1)小明提出了下列設(shè)計要求，其中不合理的是__B__(在下列選項中選擇合適的選項，將序號填入“______”處)。
A．改進后的鉗口既可以夾持長方體，又可以夾持圓柱體
B．改進后的鉗口可以夾持任意尺寸的工件
C．鉗口材料要有足夠的強度
D．鉗口夾持面要進行防滑處理，鉗口與鉗身的連接方式保持不變
(2)小明設(shè)計了三種鉗口，其中結(jié)構(gòu)合理的是__A__(在下列選項中選擇合適的選項，將序號填入“______”處)。
A.　　　　　　　B.　　　　　　C.
(3)用大小合適的方鋼制作你所選方案的一側(cè)鉗口，合理的加工流程為A→__D__→__B__→C(在“A.劃線；B.鋸割；C.銼削；D.鉆孔”中選擇合適的選項，將序號填入“______”處)。
(4)要把改進后的鉗口安裝到臺虎鉗上，合理的安裝孔形式是__B__、__D__(在下列選項中選擇合適的選項，將序號填入“______”處)。
　A.　　　　B.　　　　C.　　　D.　　　　E.
解析 (1)題干中所給條件“工件尺寸稍大于鉗口的最大張開尺寸，臺虎鉗就無法夾持”，因此B選項“改進后的鉗口可以夾持任意尺寸的工件”顯然不符合題意，故選B，實際中也不可能有可夾任意大小工件的臺虎鉗。
(2)C選項顯然不能夾持工件，因此首先排除C；B選項適合夾持圓柱體，但不適合夾持長方體，考慮到方鋼，因需要對方鋼進行表面處理，如銼削等，夾持時工件不能呈水平狀態(tài)，因此不能滿足方鋼的夾持要求；A選項很好地滿足了方鋼和圓鋼的夾持需要，故選A。
(3)要制作的目標工件存在不規(guī)則內(nèi)凹，因此需先鉆孔，再用手鋸鋸割。
(4)臺虎鉗表面只有一側(cè)受體，鉗身與夾持鉗口的連接是通過螺栓連接的，因此C、E不合題意；鉗身中已有相應規(guī)格的平口內(nèi)螺紋孔，鉗口與工件夾持后螺栓頭不能凸出鉗口平面，必須采用埋頭螺栓，為確保安裝處表面平整，故排除A，選B、D。
典例4下圖是一種皮帶輪的結(jié)構(gòu)示意圖。端蓋通過內(nèi)六角螺釘安裝在帶輪上，用于軸承在帶輪孔內(nèi)的軸向定位；軸承1、隔離圈和軸承2分別安裝在帶輪的孔內(nèi)；支撐套筒從端蓋孔中穿過與軸承1、軸承2的內(nèi)圈配合，并用軸用彈性擋圈固定；法蘭通過內(nèi)六角螺釘安裝在帶輪上，將軸承固定在帶輪孔內(nèi)。該結(jié)構(gòu)的裝配需要以下環(huán)節(jié)：A.安裝軸承1；B.安裝端蓋；C.安裝軸用彈性擋圈；D.安裝軸承2；E.安裝隔離圈；F.安裝支撐套筒；G.安裝法蘭。請分析該結(jié)構(gòu)和裝配工藝，回答以下問題：
(1)合理的裝配流程為B→__A__→__E__→D→__F__→C→__G__(在“______”處填寫裝配環(huán)節(jié)的序號)。
(2)擰緊內(nèi)六角螺釘，所用的工具是__C__ (在下列選項中選擇合適的選項，將序號填入“______”處)。
A.　　　　　　　　B.　　　　　　C.
(3)傳動時，傳動軸穿過支撐套筒的孔與法蘭連接，法蘭帶動傳動軸正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。法蘭與傳動軸的合理連接形式是__B__(在下列選項中選擇合適的選項，將序號填入“______”處)。
解析 (1)裝配時一般要由內(nèi)向外安裝，具體順序可以根據(jù)題干得知，按順序連接。
(2)內(nèi)六角螺釘需要使用內(nèi)六角扳手安裝。
(3)螺紋連接在轉(zhuǎn)動過程中容易松動，不適合采用。
學考釋疑
以工藝為核心，結(jié)合流程的相關(guān)內(nèi)容，主要是加工流程和裝配流程的判斷，難點是裝配流程。
(1)工藝：
加工流程——確定材料、確定是否有特殊類型、結(jié)合已有選項。
裝配流程——關(guān)注特殊連接件(平鍵、軸承等)，結(jié)合爆炸圖與文字確定流程。
加工操作——明確加工流程的操作及操作注意點。
工具的選擇——確定材料、確定操作步驟。
(2)流程：時序、環(huán)節(jié)；串行、并行；流程的優(yōu)化。
(3)標準件的選擇——常見標準件的使用要清楚(屬于何種連接方式)。專題梳理11　受力分析
受力分析【必修　技術(shù)與設(shè)計2 第1—11頁　指導意見第47—54頁】
1．結(jié)構(gòu)是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列，材料經(jīng)過合理搭配形成了各種不同的結(jié)構(gòu)。從力學角度分析，結(jié)構(gòu)是指可承受一定力的架構(gòu)形態(tài)；一個復雜的結(jié)構(gòu)由許多不同的構(gòu)件組成，根據(jù)構(gòu)件的受力和變形的形式，可以分為五種基本形式：受拉、__受壓 、受剪切、 受彎曲、受扭轉(zhuǎn)。
汈汈汈汈汈
(a) 受拉 構(gòu)件兩端承受沿軸線方向的拉力，注意一端固定，一端受力形式——構(gòu)件變長的趨勢
(b) 受壓 構(gòu)件兩端承受沿軸線方向的壓力，注意一端固定，一端受力形式——構(gòu)件變短的趨勢
(c) 受彎曲 在通過構(gòu)件軸線的平面內(nèi)，承受垂直于構(gòu)件軸線的外力或外力偶的作用，注意一端固定，一端受力形式
(d) 受剪切 構(gòu)件承受兩個作用線相距很近、大小相等、方向相反的力
(e) 受扭轉(zhuǎn) 構(gòu)件兩端受到兩個在垂直于軸線平面內(nèi)的力偶作用，兩力偶大小相等，轉(zhuǎn)向相反，使之發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變
2.結(jié)構(gòu)的基本類型有實體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)和殼體結(jié)構(gòu)。
實體結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)體本身實心，外力分布在整個體積中。
框架結(jié)構(gòu)：由細長的構(gòu)件組成，其構(gòu)件的幾何特征是橫截面尺寸比長度小得多，既可以承受豎向荷載，也可以承受橫向荷載。
殼體結(jié)構(gòu)：層狀結(jié)構(gòu)，其幾何特征是厚度比長度和寬度小得多，外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面。
在生產(chǎn)和生活實際中，很多物體的結(jié)構(gòu)是由兩種或兩種以上的基本結(jié)構(gòu)類型組合而成的。
典例1 (2021·浙江7月學考)圖中是一種傳動機構(gòu)。驅(qū)動軸帶動桿1轉(zhuǎn)動，桿1通過連桿帶動桿2、桿3運動，從而帶動滑塊在導軌上來回滑動。當滑塊向箭頭方向滑動時，在圖示位置桿1、桿2、桿3 的主要受力形式是(　B　)
A．桿1受壓，桿2受壓，桿3受壓
B．桿1受彎曲，桿2受壓，桿3受壓
C．桿1受彎曲，桿2受壓，桿3受拉
D．桿1受拉，桿2受彎曲，桿3受壓
解析 從傳動機構(gòu)的工作原理看，在圖示位置， 桿1在驅(qū)動軸的作用下向下壓連桿，連桿作用在桿2和桿3 的連接處，使得桿2和桿3兩端點距離變大，將滑塊推出去。桿1與驅(qū)動軸剛連接，在圖示位置受彎曲，桿2 、桿3受壓。
典例2 (2021·浙江1月學考)圖中是穿孔帶推進裝置，軸承座、滑軌1、滑軌2均固定在機座上，轉(zhuǎn)臂與連桿、連桿與滑塊、滑塊與撥桿之間均為鉸連接。當電機帶動轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)臂通過連桿帶動滑塊，滑塊上的撥桿推動穿孔帶。當穿孔帶按圖示方向移動時，連桿、撥桿的主要受力形式是(　B　)
A. 連桿受壓，撥桿受壓
B．連桿受壓，撥桿受彎曲
C．連桿受彎曲，撥桿受壓
D．連桿受彎曲，撥桿受彎曲
解析 逆時針轉(zhuǎn)動，在如圖所示位置上向右上轉(zhuǎn)動，連桿是二力桿受壓，滑塊右劃，撥桿受彎曲。故選B。
典例3 如圖中的連桿機構(gòu)，在力F1、F2 的作用下，機構(gòu)處于平衡狀態(tài)，下列分析中正確的是(　C　)
A．連桿1 受拉，擺桿2 受壓，機座立桿受壓和受彎曲
B．連桿1 受拉，擺桿2 受壓，機座立桿受拉和受彎曲
C．連桿1 受壓，擺桿2 受拉，機座立桿受拉和受彎曲
D．連桿1 受壓，擺桿2 受拉，機座立桿受壓和受彎曲
解析 在力F1、F2的作用下，連桿機構(gòu)處于平衡狀態(tài)時，擺桿2受到向上的力，擺桿2受拉；機座立桿也受到向上的力且力與地面不垂直，機座立桿受拉和受彎曲；連桿1受壓，選項C正確。
典例4 下圖中的壓緊機構(gòu)，在力F的作用下，驅(qū)動桿通過連桿、擺桿、滾子將工件壓緊。壓緊時，連桿、擺桿的主要受力形式是(　D　)
A．連桿受彎曲，擺桿受壓　　
B．連桿受扭轉(zhuǎn)，擺桿受壓
C．連桿受扭轉(zhuǎn)，擺桿受拉　　
D．連桿受彎曲，擺桿受拉
解析 從壓緊機構(gòu)的工作原理看，機構(gòu)主要在向上的力F作用下，連桿左端受到向上的力，中端受到向下的力，右端受到向上的力，故連桿受彎曲。擺桿由于連桿向上運動，擺桿與連桿的銷軸也有向上運動的趨勢，帶動擺桿向上，擺桿受到來自銷軸向上的力，同時機座給予擺桿一個向下的反作用力，符合受拉的特性，擺桿受拉形變。
典例5 下圖中的壓緊機構(gòu)，在力F的作用下，驅(qū)動桿通過連桿1、擺桿、連桿2 帶動壓桿向下運動，將工件壓緊。壓緊時，連桿1 和連桿2 與擺桿垂直，且連桿2 與壓桿在同一直線上，此時連桿1、擺桿、連桿2、壓桿的主要受力形式是(　D　)
A. 連桿1 受拉，擺桿受扭轉(zhuǎn)，連桿2 受壓，壓桿受壓和受彎曲
B．連桿1 受壓，擺桿受彎曲，連桿2 受壓，壓桿受壓和受彎曲
C．連桿1 受壓，擺桿受扭轉(zhuǎn)，連桿2 受拉，壓桿受壓
D．連桿1 受壓，擺桿受彎曲，連桿2 受壓，壓桿受壓
解析 壓緊時，連桿1和連桿2與擺桿垂直，且連桿2與壓桿在同一直線上，此時連桿1、擺桿、連桿2、壓桿的主要受力形式是連桿1受壓、擺桿受彎曲、連桿2受壓、壓桿受壓。
典例6 (2021·縉云中學檢測)下面是吊車吊起重物的示意圖，吊車的各個構(gòu)件相互作用，吊起重物，在下圖所示的情況下，以下說法正確的是(　B　)
A．吊臂受拉，伸縮撐桿受壓，連接軸受扭轉(zhuǎn)，底桿受壓
B．吊臂受彎曲，伸縮撐桿受彎曲，連接軸受剪切，底桿受拉
C．吊臂受彎曲，伸縮撐桿受壓、受彎曲，連接軸受剪切，底桿受壓
D．吊臂受彎曲，伸縮撐桿受壓、受彎曲，連接軸受剪切，底桿受拉
解析 吊臂受彎曲。伸縮撐桿支撐吊臂，主要受壓；但吊臂給它的力是豎直向下的，所以伸縮撐桿還受彎曲。底桿拉住吊臂，所以底桿受拉，選項B正確。
學考釋疑
受力分析題，整體思路：通用技術(shù)中的受力分析看效果，看構(gòu)件的變化效果；從最能確定的構(gòu)件受力形式進行判斷，多次判斷后會形成正確答案。
(1)常見構(gòu)件的受力情況需要了解：支撐柱一般受壓；轉(zhuǎn)軸一般受剪切，處于轉(zhuǎn)動狀態(tài)時一般受扭轉(zhuǎn)；鉗住物體，物體受壓；剪物體，物體受剪切。去除法判斷：去掉某個構(gòu)件看其他構(gòu)件的變化，再確定該構(gòu)件的受力形式。
(2)機械裝置的受力分析，需要從施力點開始分析，中間利用二力桿簡化分析過程。二力桿的簡單理解是，桿件有兩個連接處，且兩個連接處都是鉸連接，這樣的桿件是二力桿，將受彎曲轉(zhuǎn)化為受壓或受拉。
補充：鉸連接：可以轉(zhuǎn)動，不可移動；
剛連接：既不能轉(zhuǎn)動，也不能移動。專題梳理12　穩(wěn)固探析及結(jié)構(gòu)綜合
1穩(wěn)固探析【必修　技術(shù)與設(shè)計2 第12—28頁　指導意見第47—54頁】
1．結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是指結(jié)構(gòu)在荷載的作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力，它是結(jié)構(gòu)的重要性質(zhì)之一。影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素主要有：結(jié)構(gòu)重心的位置、結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面大小、結(jié)構(gòu)的形狀。對于一個處于靜止狀態(tài)的結(jié)構(gòu)而言，如果結(jié)構(gòu)重心所在點的垂線落在支撐面范圍內(nèi)，則結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài)。
2．結(jié)構(gòu)的強度是指結(jié)構(gòu)具有的抵抗被外力破壞的能力，結(jié)構(gòu)抵抗荷載的能力用強度來表示。內(nèi)部各質(zhì)點之間產(chǎn)生一種抵抗外力與形變的力，稱為內(nèi)力。構(gòu)件單位橫截面積上所產(chǎn)生的內(nèi)力稱為應力，可表示為公式：σ＝，其中FN為內(nèi)力，A為受力面積，σ為應力。應力可以作為表示結(jié)構(gòu)構(gòu)件強度的基本指標。結(jié)構(gòu)的強度與結(jié)構(gòu)的形狀、結(jié)構(gòu)的材料、結(jié)構(gòu)的連接方式等因素有密切的關(guān)系。三角形是框架結(jié)構(gòu)中最基本的形狀之一，它結(jié)實、不易變形，所用材料最少。在長方形或六邊形的框架中間加上支撐構(gòu)件，構(gòu)成三角形，可大大增加其牢固程度。
3．混凝土擅長抗壓力；鋼筋擅長抗拉力。
橋梁分析：橋梁整體受彎曲，上表面受壓，下表面受拉，上表面適合放少(細)鋼筋；下表面適合放多(粗)鋼筋。
注意：其他結(jié)構(gòu)分析方法相同，利用彎曲狀態(tài)，判斷哪一面受壓，哪一面受拉。
4．結(jié)構(gòu)的連接方式直接影響結(jié)構(gòu)的強度。連接方式多種多樣，若按構(gòu)件之間能否轉(zhuǎn)動來分類，可分為：
鉸連接——可以轉(zhuǎn)動，不可移動；
剛連接——既不能轉(zhuǎn)動，也不能移動。
典例1(2021·浙江7月學考)如下圖所示， 四個完全相同的圓臺，質(zhì)量均勻分布， 按下列方式疊放在同一水平面上， 其中三個圓臺邊沿兩兩相切， 另一個圓臺放在三個圓臺的正上方。則疊放方式最穩(wěn)定的是(　C　)
A.　　　　　B.　　　　C.　　　　　D.
解析 影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素有重心位置的高低、結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面大小、結(jié)構(gòu)的形狀。支撐面大的是選項A、C ，而重心相對低的是選項C。所以答案為C。
典例2下圖為一木制售貨亭，窗臺板和三角支架固定在墻板上，窗板向上翻轉(zhuǎn)后用木棍支撐。下列關(guān)于該售貨亭結(jié)構(gòu)的分析中，表述不正確的是(　C　)
A．窗板與墻板之間的連接屬于鉸連接
B．窗臺板與墻板之間的連接屬于剛連接
C．木棍和三角支架都是為了提高強度
D．售貨亭下方中間的支撐腳主要是為了提高結(jié)構(gòu)的強度
解析 本題主要考查穩(wěn)固探析的知識。窗板與墻板之間可以翻轉(zhuǎn)但不能移動，屬于鉸連接；窗臺板與墻板之間不可以翻轉(zhuǎn)也不能移動，屬于剛連接；增加三角支架提高了窗臺板的抗彎曲能力，提高了結(jié)構(gòu)的強度；木棍使窗板和墻板之間構(gòu)成三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，提高了穩(wěn)定性，選項C錯誤。
典例3下圖是一籃球架，下列關(guān)于籃球架的分析，不正確的是(　B　)
A．該籃球架屬于組合結(jié)構(gòu)
B．底座的接觸面積大，可以顯著提高籃球架的穩(wěn)定性
C．增加桿1 的橫截面積能增大籃球架的強度
D．籃筐3 和木籃板4 之間的連接件為六角螺栓和螺母
解析 與地面接觸所形成的支撐面大小指接觸點圍成的面積，接觸面積大并不一定支撐面大，所以穩(wěn)定性并不一定顯著提高，選項B錯誤。
學考釋疑　
穩(wěn)固探析題，主要分析影響穩(wěn)定性和強度的因素。
(1)重心位置的高低：重心位置越低，穩(wěn)定性越好；重心位置確定與基準面有關(guān)，一般都以地面為基準，離地面越遠，重心位置越高；當以天花板為基準時，離天花板越遠，重心位置越高。
(2)結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面大小，是指接觸點圍成的面積。
(3)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性中包含幾何穩(wěn)定性。幾何穩(wěn)定性是結(jié)構(gòu)能否承擔荷載的能力，是結(jié)構(gòu)的一種幾何特性，與荷載的大小以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件強度沒有關(guān)系，有時也稱為總體穩(wěn)定性。例如，A字形梯中間的橫梁，作用是構(gòu)造三角形，使梯子展開后的角度固定，從而保持穩(wěn)定。
(4)不同橫截面形狀的構(gòu)件所能承受力的程度是不一樣的；相同橫截面結(jié)構(gòu)，大小不同，強度不同，橫截面積越大，強度越大。
(5)注意：非鉸連接非剛連接類型——既能轉(zhuǎn)動，也能移動。例如，腰形槽與轉(zhuǎn)軸的連接方式的考查一般與連接件結(jié)合在一起、與受力分析結(jié)合在一起出現(xiàn)。
肯定是鉸連接的是：合頁、銷釘?shù)取?br/>肯定是剛連接的是：平頭螺釘、自攻螺釘、膨脹螺栓、塑料膨脹螺栓、緊定螺釘?shù)取?br/>兩者都可以的是：螺栓螺母、鉚釘、元寶螺栓螺母等。
(6)穩(wěn)固探析的綜合應用，需要綜合考慮穩(wěn)定性和強度的相關(guān)影響因素。
(7)結(jié)構(gòu)承載能力包括結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強度，兩者都需要考慮。
2結(jié)構(gòu)綜合【必修 技術(shù)與設(shè)計2 第12—28頁　指導意見第47—54頁】
1．結(jié)構(gòu)對事物的功能和作用產(chǎn)生著直接影響，事物的結(jié)構(gòu)決定了其功能。設(shè)計中，往往通過改變結(jié)構(gòu)實現(xiàn)不同的功能。結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系還需要考慮使用環(huán)境、時間等因素。結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用期限內(nèi)和規(guī)定的條件下，完成預定功能的可能性，稱為可靠性。可靠性是安全性、適用性和耐久性的總稱。安全性指結(jié)構(gòu)在正常使用時能承受可能出現(xiàn)的各種荷載；適用性指結(jié)構(gòu)在正常使用時具有良好的工作性能；耐久性指結(jié)構(gòu)在規(guī)定環(huán)境條件下和預定的設(shè)計使用年限內(nèi)，保持結(jié)構(gòu)正常使用。
2．賞析結(jié)構(gòu)設(shè)計作品，可以從技術(shù)與文化兩個角度進行。
(1)技術(shù)角度：結(jié)構(gòu)使用功能的實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固耐用，結(jié)構(gòu)造型設(shè)計的創(chuàng)意與表現(xiàn)力，材料使用的合理性，工藝制造的精湛程度等。
(2)文化角度：結(jié)構(gòu)的文化寓意與傳達，公眾認可的美學原則，反映時代、民族、習俗方面的特征，結(jié)構(gòu)的個性特征等。
典例4圖中是一種手動沖壓機，扳動手柄，通過連桿帶動壓桿運動。下列關(guān)于該沖壓機的分析中，表述正確的是(　C　)
A．壓桿只能上下移動，不能轉(zhuǎn)動，壓桿與機座之間的連接屬于剛連接
B．沖壓時連桿受壓
C．沖壓機重心的垂線偏離支撐面中心，提高了沖壓時的穩(wěn)定性
D．手柄上施加力F時，壓桿向上運動
解析 選項A：能移動，屬于非剛非鉸，選項錯誤；選項B：沖壓時連桿受拉，選項錯誤；選項D：壓桿向下運動，選項錯誤；選項C：利用沖壓機重心的偏移，提高操作時的穩(wěn)定性，選項C正確。
典例5(2021·臨海新昌聯(lián)考)下圖所示為肢體康復自行車。病人使用時，雙手搖動手柄，雙腳踩腳蹬繞中軸運動，下列分析錯誤的是(　B　)
A．搖臂受扭轉(zhuǎn)和受彎曲
B．支架2 主要受壓
C．采用四個腳套增加了使用時的穩(wěn)定性
D．連桿可增加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與強度
解析 選項A：外力作用于手柄再傳遞到搖臂上，所以搖臂受扭轉(zhuǎn)和受彎曲，選項正確；選項B：外力通過腳蹬作用于支架2 中間，所以支架2主要受彎曲，選項錯誤；選項C：采用四個腳套增加了與地面之間的摩擦力，所以增加了使用時的穩(wěn)定性，選項正確；選項D：連桿可使底座的兩根支撐桿不易變形，增加了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與強度，選項正確。
典例6下圖是一羅馬椅健身機。下列關(guān)于羅馬椅健身機的分析中，表述合理的是(　B　)
A．健身機與地面接觸形成的接觸面越大越穩(wěn)定
B．健身過程中，構(gòu)件一和構(gòu)件二的主要受力形式分別是受彎曲和受壓
C．健身機底座“Y形”設(shè)計主要是為了提高健身機的強度
D．構(gòu)件一和構(gòu)件二之間采用的連接方式是焊接，屬于鉸連接
解析 支撐面越大越穩(wěn)定；“Y形”設(shè)計主要是為了提高健身機的穩(wěn)定性；構(gòu)件一和構(gòu)件二之間采用的連接方式是焊接，屬于剛連接。專題梳理13　設(shè)計題專題訓練
1．根據(jù)問題確定具體的設(shè)計項目；明確設(shè)計目標及要求；進行設(shè)計分析；形成初步設(shè)計方案；模型或者原型制作；檢測、優(yōu)化和改進設(shè)計；設(shè)計評價。
2．草圖的繪制步驟
(1)直線畫法
要領(lǐng)：鉛筆削成錐形，先打點，然后手腕靠著紙面，沿圖線方向移動，眼睛要注意終點方向，一筆畫成。畫短線，用手腕運筆；畫長線，以手臂動作帶動手腕運筆。直線分水平線、豎線、斜線，須逐個練習，從練習中掌握畫線的技能技巧。
(2)圓形、曲線畫法
要領(lǐng)：畫圓時，用4點定位法和8點定位法。先確定圓心位置，在圓心處畫出2條中心線。當畫小圓時，可在中心線上按半徑目測定出4點，然后徒手連點，如圖(a)；畫大圓或圓弧，以中心線為準，在圓心增畫2條45°的斜線，在斜線上再定4個等半徑點，然后過8點畫圓，如圖(b)。
(3)立體圖畫法
要領(lǐng)：任何立方體都有長、寬、高，首先畫出三個可見面，構(gòu)成立方體，因立方體相對的面及邊是平行且相等的，所以根據(jù)此規(guī)律就可畫出立方體。
3．結(jié)構(gòu)設(shè)計應以一種或幾種功能的實現(xiàn)為基本目標，應滿足設(shè)計規(guī)范，滿足使用者的基本需要。在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要考慮的主要因素有穩(wěn)定性、強度、安全性、適用性、耐久性和成本控制要求等。不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計應考慮的因素各有側(cè)重，但安全都是至關(guān)重要的因素。
典例1小明看到媽媽站在椅子上給懸掛在陽臺天花板上的花盆(如圖所示)澆水，很不方便，于是想設(shè)計一種可伸縮的懸掛裝置代替原來的固定式吊桿，用手向下拉花盆，使懸掛裝置向下伸展，將花盆下降至合適的高度，松開手后，懸掛裝置便自動向上縮回，使花盆上升。請你幫助小明設(shè)計該懸掛裝置，設(shè)計要求如下：
①伸縮范圍為0～500 mm;
②懸掛質(zhì)量不超過5 kg的花盆時不會明顯下降；
③能可靠地安裝在天花板上；
④要有一定的剛性，不易擺動；
⑤采用彈簧復位，其余材料自選。
請根據(jù)描述和設(shè)計要求完成以下任務：
(1)確定懸掛裝置的伸縮范圍時主要考慮了__C__(在“A.椅子的高度；B.小明媽媽的身高；C小明媽媽手臂的活動范圍；D.天花板的高度”中選擇合適的選項，將序號填入“ ______”處)。
(2)把懸掛裝置安裝在水泥天花板上時應采用 __B__(在 “A.六角螺栓；B.膨脹螺栓；C.木螺釘”中選擇合適的選項，將序號填入“______”處)。
(3)畫出設(shè)計草圖，必要時可用文字說明。
(4)在設(shè)計草圖上標注主要尺寸。
(5)小明準備對安裝后的懸掛裝置做以下試驗，其中不合理的是__C__ (在“A.手拉懸掛裝置，觀察裝置是否能被拉下500 mm；B.手拉懸掛裝置，掛上5 kg重物，松手后觀察裝置能否縮回；C.在裝置上懸掛10 kg重物，觀察重物是否會明顯下降”中選擇合適的選項，將序號填入“ ______ ”處)。
答案 (4)設(shè)計草圖及主要尺寸見解析。
解析 本題主要考查了簡單的草圖繪制、尺寸標注，連接方式、人機關(guān)系、技術(shù)試驗。
(1)主要考查了人的動態(tài)尺寸，將手臂的活動范圍轉(zhuǎn)換為收縮范圍。
(2)膨脹螺栓適合用于水泥墻、天花板的連接。
(3)(4)關(guān)鍵是實現(xiàn)設(shè)計要求及為了滿足設(shè)計要求而分析得到的尺寸。設(shè)計時需考慮：材料選擇、與天花板連接結(jié)構(gòu)、與花盆的連接結(jié)構(gòu)、彈簧復位結(jié)構(gòu)、伸縮結(jié)構(gòu)等；尺寸：伸縮長度、與天花板連接結(jié)構(gòu)尺寸、彈簧放置尺寸等。
(5)設(shè)計要求中有涉及的需要進行試驗，沒有涉及的不需要進行試驗。選項C懸掛的重量超過設(shè)計要求。
　　
典例2小明發(fā)現(xiàn)他的自行車支撐桿長度不能調(diào)節(jié)(如圖所示)，在不平整的地面上停放時，自行車容易傾倒。他想把支撐桿改成可伸縮結(jié)構(gòu)，以適應不同的地面。經(jīng)過測量，支撐桿長度為290 mm，兩個鉚釘孔直徑均為φ5 mm，中心距為40 mm，與安裝板連接的鉚釘孔中心到上端的距離為10 mm。現(xiàn)請你幫助小明設(shè)計一款可伸縮的支撐桿，設(shè)計要求如下：
　
①支撐桿的長度在270～350 mm范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，調(diào)節(jié)方便、可靠；
②支撐桿與限位片、安裝板之間的連接結(jié)構(gòu)保持不變；
③主要材料采用鋼材，輔助材料自選；
④支撐桿的形狀不限。
請根據(jù)描述和設(shè)計要求完成以下任務：
(1)小明發(fā)現(xiàn)問題的途徑是__A__ (在“A.觀察日常生活；B.技術(shù)研究與技術(shù)試驗；C.收集和分析信息”中選擇合適的選項，將序號填入“ ______”處)。
(2)制訂設(shè)計方案前，需要明確設(shè)計的限制因素。以下因素中，__B__、__C__不屬于設(shè)計的限制因素(在“A.鉚釘孔的大小； B．限位彈簧與限位片之間的連接方式； C．人的體重； D．支撐桿的材料”中選擇合適的選項，將序號填入“______”處)。
(3)畫出支撐桿的設(shè)計草圖，必要時可用文字說明。
(4)在設(shè)計草圖上標注支撐桿的主要尺寸。
答案 (3)(4)如圖所示。
解析 本題主要考查了簡單的草圖繪制、尺寸標注，發(fā)現(xiàn)問題的途徑和方法、設(shè)計分析。
(1)在日常生活中發(fā)現(xiàn)的問題，屬于觀察日常生活范疇。
(2)選項B與支撐桿的設(shè)計無關(guān)；在停靠時才會使用支撐桿，與人的體重無關(guān)。
(3)設(shè)計時需要注意：材料為鋼材；支撐桿可連續(xù)調(diào)節(jié)高度；支撐桿調(diào)節(jié)高度后可以固定；支撐桿頂部有兩個鉚釘固定。
(4)支撐桿調(diào)節(jié)范圍270～350 mm; 腰形孔長度大于等于80 mm。
典例3小明發(fā)現(xiàn)小區(qū)附近河面上固定了一根攔截索(如圖所示)，攔截來自上游的漂浮物，卻阻礙了船的通行。為了解決船的通行問題，小明準備重新設(shè)計攔截漂浮物的裝置。請你幫助小明設(shè)計該裝置的機械部分，要求如下：
①裝置合攏時，能攔截河面上的漂浮物；
②有船經(jīng)過時，裝置能打開，在河面(寬8 m)中間形成至少3 m寬的通道；
③裝置打開過程中，不能讓已攔截的漂浮物漂走；
④裝置采用電機驅(qū)動；
⑤材料自選。
請完成以下任務：
(1)該攔截裝置可以減輕人的勞動強度，體現(xiàn)了技術(shù)具有__B__的作用(在“A.保護人；B.解放人；C.發(fā)展人”中選擇合適的選項，將序號填入“ ______”處)。
(2)設(shè)計該裝置時，可以不考慮的因素是 __C__ (在“A.安裝方式；B.水流方向；C.河的長度”中選擇合適的選項，將序號填入“ ______ ”處)。
(3)畫出裝置機械部分的設(shè)計草圖，必要時可用文字說明(不考慮水流速度和水位高低；電機可用方塊表示，河岸可用線條表示，水流方向可用箭頭表示；如果裝置為對稱結(jié)構(gòu)，只需畫出一側(cè))。
(4)在設(shè)計草圖上標注裝置的主要尺寸。
(5)小明準備在裝置安裝后進行以下技術(shù)試驗，其中不合理的是__B__(在“A.發(fā)出合攏和打開指令后，觀察裝置能否順利合攏和打開；B.在上游傾倒垃圾，觀察裝置能否有效攔截；C.使裝置打開，觀察打開的過程中已攔截的漂浮物是否會漂走”中選擇合適的選項，將序號填入“ ______”處)。
答案 (3)(4)見解析圖(僅供參考)。
解析 (1)技術(shù)對人的解放作用表現(xiàn)為人依靠技術(shù)解放或延長了自己的手、腳等身體器官，拓展了勞動空間，提高了勞動效率。攔截裝置可以減輕人的勞動強度，體現(xiàn)了技術(shù)具有解放人的作用。所以答案選項為B。
(2)攔截裝置設(shè)計時需要考慮該裝置的安裝方式；裝置打開過程中，不能讓已攔截的漂浮物漂走，需要考慮水流方向；而河的長度一般不考慮。所以答案選項為C。
(3)畫出設(shè)計草圖，注意：
a．能開合；b.能把垃圾攔截住；c.指明河流方向；d.畫出電機及相應裝置(岸邊)。
(4)尺寸標注注意：a.3 000或1 500(對稱)；b.8 000或4 000(對稱)。
(5)根據(jù)設(shè)計要求試驗，裝置要求順利合攏和打開；裝置打開過程中，不能讓已攔截的漂浮物漂走；裝置合攏時，能攔截河面上的漂浮物。而選項B 在上游傾倒垃圾，觀察裝置能否有效攔截，沒有確定裝置是否合攏，是不合理的。所以答案選項為B。
典例4 (2021·浙江7月學考)小明發(fā)現(xiàn)媽媽在廚房清理臺面垃圾時， 有時需提著垃圾桶清理， 有時需捧著垃圾放入垃圾桶， 時不時灑落一地， 清理很不方便。為此， 他想設(shè)計一對掛件， 用于掛裝垃圾的塑料袋。掛件由掛鉤和掛柄兩部分組成， 掛鉤安裝在櫥門上， 掛柄與掛鉤連接， 塑料袋掛在兩掛柄上。小明家木質(zhì)櫥門的尺寸如圖所示： 高×寬× 厚＝650 mm×500 mm×20 mm。請你幫助小明設(shè)計掛件，要求如下：
①掛件在櫥門上裝卸方便， 且可調(diào)節(jié)間距；
②掛柄可改變方向， 相對掛鉤可方便展開和收起；
③塑料袋掛在兩掛柄上， 袋口盡可能展開；
④不能在櫥門上加工(如打孔、釘釘子、粘膠等)；
⑤主料選厚度為2 mm的鋼條， 輔料自選。
請完成以下任務：
(1)小明發(fā)現(xiàn)問題的途徑是__A__(在“A.觀察日常生活；B.收集和分析信息；C.技術(shù)研究與技術(shù)試驗”中選擇合適的選項， 將序號填入“______” 處)。
(2)設(shè)計掛件時，下列因素可以不考慮的是__C__(在“A.櫥門厚度；B.掛鉤和掛柄的連接方式；C.櫥柜臺面的高度” 中選擇合適的選項， 將序號填入“ ______ ”處)。
(3)畫出掛件的設(shè)計草圖， 必要時可用文字說明。
(4)在設(shè)計草圖上標注主要尺寸。
(5)小明準備在掛件安裝后進行以下技術(shù)試驗， 其中不合理的是__D__(在下列選項中選擇合適的選項， 將序號填入“ ______ ” 處)。
A．將塑料袋掛上后， 在其內(nèi)放入4 kg水果， 觀察掛件是否穩(wěn)固
B．轉(zhuǎn)動掛柄， 觀察掛柄是否方便展開收起
C．掛件在櫥門上移動， 觀察調(diào)節(jié)是否方便
D．在櫥門上施加一定的外力， 觀察櫥門的連接是否牢固
答案 (3)(4)見解析圖。
解析 (1)小明在家中觀察媽媽在廚房勞動時發(fā)現(xiàn)問題， 屬于觀察日常生活發(fā)現(xiàn)的問題。
(2)此處掛件屬于懸空式懸掛， 與櫥柜臺面高度無關(guān)。
(3)(4)如圖：
(5)在櫥柜門上施加外力， 并觀察櫥柜門連接牢固強度， 此處測試對象是櫥柜門的連接裝置， 與該題設(shè)計的掛件無關(guān)。
典例5如圖a，這是小明所在學校對磚墻的美化。用繩子將塑料瓶改裝的花盆懸掛在墻上，不夠穩(wěn)定，存在安全隱患。花盆草圖如圖b所示，請你設(shè)計該花盆支架，設(shè)計要求如下：
①一個支架放置一個花盆，要具有足夠的承重能力；
②花盆放置在支架上穩(wěn)定可靠；
③支架能安裝在墻壁上，連接牢固；
④使用2 mm厚的鋼板制作。
請完成以下任務：
(1)設(shè)計該支架時不需要考慮的因素是 __C__ (在“A.花盆的尺寸；B.支架與墻壁的連接方式；C.支架的安裝高度”中選擇合適的選項，將序號填入“ ______”處)。
(2)畫出支架的設(shè)計草圖，必要時可用文字說明。
(3)在設(shè)計草圖上標注主要尺寸。
(4)下列連接件中，適合用于支架與墻壁連接的是 __B__(在“A.緊定螺釘；B.膨脹螺釘；C.鉚釘”中選擇合適的選項，將序號填入“______”處)。
(5)制作完成后，小明設(shè)計了下列技術(shù)試驗，其中不合理的是__A__ (在下列選項中選擇合適的選項，將序號填入“ ______”處)。
A．在墻壁上反復拆裝支架，檢驗是否容易拆裝
B．支架安裝在墻上并放置裝滿泥土的花盆，觀察支架與墻壁的連接是否牢固
C．支架安裝在墻上并放置裝滿泥土的花盆，觀察支架的變形程度
答案 (2)(3)見解析圖。
解析 (1)每個花盆依托于一個獨立支架進行安裝，所以對于花盆的尺寸以及支架與墻壁的連接方式應該都要考慮，而支架的安裝高度與場地布局相關(guān)，且此處花盆處于分散性安裝，與本題支架設(shè)計無關(guān)。
(2)(3)參考方案如圖，設(shè)計中要考慮安裝位置和結(jié)構(gòu)自身的牢固問題，尺寸標注側(cè)重花盆長度和直徑大小，以及安裝孔的直徑。
(4)選項B：膨脹螺釘主要用于物件與墻壁之間的連接。
(5)根據(jù)設(shè)計要求及日常使用需求，花盆支架并不需要經(jīng)常拆裝，所以反復拆裝試驗不需要做。
學考釋疑　
(1)簡單結(jié)構(gòu)設(shè)計主要體現(xiàn)在設(shè)計題中，主要包含三種類型：整體結(jié)構(gòu)設(shè)計、連接件結(jié)構(gòu)設(shè)計、電機傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計，目前學考中主要考查類型為整體結(jié)構(gòu)設(shè)計和連接件結(jié)構(gòu)設(shè)計。
(2)折疊結(jié)構(gòu)的類型專題梳理14　系統(tǒng)及其設(shè)計
系統(tǒng)分析及優(yōu)化【必修　技術(shù)與設(shè)計2 第74—103頁　指導意見第59—64頁】
1．由相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴和相互制約的若干要素或部分組成的具有特定功能的有機整體，稱為系統(tǒng)。要素是指構(gòu)成系統(tǒng)的最主要的元素。一般來說，部分相對于系統(tǒng)的整體而言，要素相對于系統(tǒng)的元素結(jié)構(gòu)而言。構(gòu)成系統(tǒng)的三個條件：至少要有兩個或者兩個以上的要素(部分)才能組成系統(tǒng)；要素(部分)之間相互聯(lián)系、相互作用，按照一定方式形成一個整體；整體具有的功能是各個要素(部分)所不具備的。對于較大型的系統(tǒng)和比較復雜的系統(tǒng)，根據(jù)一定的標準可劃分為若干子系統(tǒng)。子系統(tǒng)：相對大系統(tǒng)而言，是大系統(tǒng)中相對獨立且具有一定功能的組成部分。任何系統(tǒng)又是更大系統(tǒng)的子系統(tǒng)。根據(jù)需要，對系統(tǒng)進行不同的分類。
2．系統(tǒng)的基本特性
(1)整體性：是系統(tǒng)最基本的特性，也是觀察和分析系統(tǒng)最基本的思想和方法。具有相對獨立功能的系統(tǒng)要素以及各要素之間的相互關(guān)聯(lián)，根據(jù)系統(tǒng)功能依存性和邏輯統(tǒng)一性的要求，協(xié)調(diào)存在于系統(tǒng)整體之中。不能離開整體去分析系統(tǒng)中的任何一個組成部分。系統(tǒng)的任何一個要素(部分)發(fā)生變化或出現(xiàn)故障時，都會影響其他要素(部分)或整體功能的發(fā)揮。
(2)相關(guān)性：組成系統(tǒng)的各要素之間或系統(tǒng)整體與部分之間的相互作用、相互聯(lián)系。
(3)目的性：任何系統(tǒng)都服務于某種目的，都要實現(xiàn)一定的功能，這是區(qū)別不同系統(tǒng)的標志。系統(tǒng)的目的一般通過更具體的目標來體現(xiàn)。設(shè)計和分析一個系統(tǒng)時，必須事先弄清其目的；當系統(tǒng)存在多個目標時，要從整體協(xié)調(diào)的角度出發(fā)尋求平衡，以獲得整體上的最佳效果。
(4)動態(tài)性：系統(tǒng)是動態(tài)的，處在運動變化和發(fā)展之中。
(5)環(huán)境適應性：一個系統(tǒng)與其所處的環(huán)境之間通常都有物質(zhì)、能量和信息的交換，外界環(huán)境的變化會引起系統(tǒng)特征的改變，并相應地引起系統(tǒng)功能和系統(tǒng)內(nèi)各部分相互關(guān)系的變化。系統(tǒng)只有具有對環(huán)境的適應能力，才能保持和恢復系統(tǒng)原有的特性。系統(tǒng)必須適應外部環(huán)境的變化。
3．系統(tǒng)分析是一種科學決策的方法。為了發(fā)揮系統(tǒng)的功能，實現(xiàn)系統(tǒng)的目標，運用科學的方法對系統(tǒng)加以周詳?shù)目疾臁⒎治觥⒈容^、試驗，并在此基礎(chǔ)上擬訂一套有效的處理步驟和程序，或?qū)υ械南到y(tǒng)提出改進方案的過程，就是系統(tǒng)分析。系統(tǒng)分析的出發(fā)點是為了發(fā)揮系統(tǒng)的整體功能，目的是尋求解決問題的最佳決策，一般是從系統(tǒng)的整體功能出發(fā)，全面地思考與解決問題。
4．系統(tǒng)分析的一般過程：明確問題、設(shè)立目標→收集資料、制訂方案→分析計算、評價比較→檢驗核實、做出決策。
5．系統(tǒng)分析方法是指把要解決的問題作為一個系統(tǒng)，對系統(tǒng)各要素及其之間的相互關(guān)系進行綜合分析，找出解決問題的可行方案。用建模的形式對系統(tǒng)進行分析和研究的方法是系統(tǒng)科學的基本方法。模型是現(xiàn)實系統(tǒng)的抽象與合理簡化，運用模型時必須考慮簡化對現(xiàn)實系統(tǒng)的影響。
(1)模型的三個特征：①是現(xiàn)實系統(tǒng)的抽象或模仿；②是由那些與所分析問題有關(guān)的要素構(gòu)成的；③表明了有關(guān)要素間的相互關(guān)系。
(2)技術(shù)領(lǐng)域系統(tǒng)分析中較為常用的是系統(tǒng)的數(shù)學模型和框圖模型等。
①數(shù)學模型：用數(shù)學公式、圖表等描述客觀事物的特征模型，將現(xiàn)實世界中的原型抽象概括成數(shù)學語言，運用已有數(shù)學方法分析求解，得出結(jié)論。數(shù)學模型突出事物的主要因素，舍棄事物的次要因素，便于抓住事物的本質(zhì)進行分析研究。
②框圖模型：用封閉的小框圖代表系統(tǒng)的各個要素或子系統(tǒng)，在框圖內(nèi)或框圖邊注明要素或子系統(tǒng)的名稱，按照系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式把它們排列安置于適當位置，用無向線段或有向線段把這些小框圖連接起來，以表示系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框架，再用無向線段或有向線段表示系統(tǒng)與環(huán)境的聯(lián)系，形成的圖形稱為系統(tǒng)的框圖模型。
輸入—輸出模型，也稱為系統(tǒng)的概念模型。把系統(tǒng)內(nèi)在的要素與結(jié)構(gòu)簡化為一個矩形方框，把環(huán)境對系統(tǒng)的作用統(tǒng)稱為輸入，把系統(tǒng)對環(huán)境的作用統(tǒng)稱為輸出。系統(tǒng)和環(huán)境之間是一種刺激和響應關(guān)系，輸入是環(huán)境對系統(tǒng)的刺激，輸出是系統(tǒng)對刺激做出的響應。
6．系統(tǒng)分析的主要原則
(1)整體性原則：系統(tǒng)分析首先要著眼于系統(tǒng)整體，要先分析整體，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全過程，再看某一個階段；先看長遠，再看當前。
(2)科學性原則：系統(tǒng)分析一方面要有嚴格的工作步驟，另一方面應盡可能地運用科學方法和數(shù)學工具進行定量分析，使決策的過程和結(jié)果更具說服力。
(3)綜合性原則：當系統(tǒng)存在若干個目標時，需要綜合分析，統(tǒng)籌兼顧，不可顧此失彼，因小失大。某些情況下，綜合若干方案的優(yōu)點，會取得意外效果。
7．系統(tǒng)設(shè)計是在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計出滿足預定目標的系統(tǒng)的過程。它既包含了對某個系統(tǒng)進行技術(shù)設(shè)計本身的內(nèi)容，同時又需要運用系統(tǒng)的思想和方法對其設(shè)計過程進行分析和設(shè)計。系統(tǒng)設(shè)計的步驟：把系統(tǒng)分解成若干個子系統(tǒng)；確定各子系統(tǒng)的目標、功能及其相互關(guān)系；對子系統(tǒng)及系統(tǒng)進行設(shè)計和評價等。
8．系統(tǒng)優(yōu)化：在給定的條件(或約束條件)下，根據(jù)系統(tǒng)的優(yōu)化目標，采取一定的手段和方法，使系統(tǒng)的目標值達到最大化(或最小化)。
影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素：對系統(tǒng)的目標函數(shù)產(chǎn)生顯著影響，并且可以人為調(diào)節(jié)的因素。
約束條件：對系統(tǒng)優(yōu)化起著限制作用，并且不能人為調(diào)節(jié)的因素。
目標函數(shù)：是系統(tǒng)目標與系統(tǒng)中的某些元素之間的關(guān)系。
9．系統(tǒng)設(shè)計的實現(xiàn)應包括設(shè)計方案的呈現(xiàn)和模型或原型的制作與測試。模型或原型的制作與測試包括實物模型的設(shè)計，加工圖紙、加工材料和工藝的選擇，加工制作過程及模型的最終呈現(xiàn)等，對模型的測試是對系統(tǒng)進行總體技術(shù)設(shè)計評價。
典例1 (2021·浙江7月學考)下圖是某小區(qū)電梯監(jiān)管系統(tǒng)示意圖。該系統(tǒng)通過電梯轎廂內(nèi)電瓶車檢測智能攝像機，能準確區(qū)分電瓶車與其他車輛，當檢測到電瓶車進電梯后，發(fā)出聲光報警，并將信息關(guān)聯(lián)至樓控系統(tǒng)，使得電梯門無法關(guān)閉。管理員看到可視化報警彈窗后，通過客戶端遠程喊話教育，并手動解除報警，恢復電梯運行，系統(tǒng)安全可靠。從系統(tǒng)角度分析，下列說法不正確的是(　D　)
A．電梯監(jiān)管系統(tǒng)由監(jiān)控報警系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、客戶端系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成
B．攝像機出現(xiàn)故障，會導致電梯監(jiān)管系統(tǒng)無法正常工作，體現(xiàn)了系統(tǒng)的整體性
C．監(jiān)控報警系統(tǒng)能準確區(qū)分電瓶車與其他車輛，體現(xiàn)了系統(tǒng)的目的性
D．客戶端系統(tǒng)既可遠程喊話教育，又可手動解除報警，體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的綜合性原則
解析 客戶端系統(tǒng)既可遠程喊話教育，又可手動解除報警，都是系統(tǒng)的功能，體現(xiàn)的是系統(tǒng)的目的性，選項錯誤。
典例2 (2022·浙江1月學考)土壤濕度控制系統(tǒng)示意圖如圖所示。濕度傳感器采集土壤濕度信息，當土壤濕度低于設(shè)定值時，噴頭打開，噴淋一段時間后自動關(guān)閉。從系統(tǒng)的角度分析，下列說法不正確的是(　A　)
A．系統(tǒng)由控制器、濕度傳感器和噴頭等組成，體現(xiàn)了系統(tǒng)的環(huán)境適應性
B．系統(tǒng)能自動調(diào)節(jié)土壤濕度，體現(xiàn)了系統(tǒng)的目的性
C．噴頭容易損壞，需要定期更換，體現(xiàn)了系統(tǒng)的動態(tài)性
D．濕度傳感器發(fā)生故障會影響噴頭開啟，體現(xiàn)了系統(tǒng)的相關(guān)性
解析 系統(tǒng)由控制器、濕度傳感器和噴頭等組成， 體現(xiàn)了系統(tǒng)的整體性，故A錯誤。環(huán)境適應性是指一個系統(tǒng)與其所處的環(huán)境之間有物質(zhì)、能量、信息的交換。外界環(huán)境變化引起系統(tǒng)特性的改變。
典例3 (2021·浙江1月學考)下圖是經(jīng)改進的某儲油罐清洗系統(tǒng)，其控制部分可分為噴水控制子系統(tǒng)和抽水控制子系統(tǒng)。噴水控制子系統(tǒng)工作過程：PLC 根據(jù)檢測裝置檢測到的污水中的含污量，控制增壓泵產(chǎn)生高壓水，通過噴頭沖洗油罐。抽水控制子系統(tǒng)中，PLC 控制真空泵將油罐中的污水抽到污水箱，下列關(guān)于油罐清洗系統(tǒng)的分析中不正確的是(　B　)
A．檢測裝置的精度影響著增壓泵的工作，體現(xiàn)了系統(tǒng)的相關(guān)性
B．能清洗大小不同的油罐，體現(xiàn)了系統(tǒng)的動態(tài)性
C．增壓泵的性能是影響該系統(tǒng)優(yōu)化的因素
D．油罐清洗的潔凈程度是該系統(tǒng)的優(yōu)化目標
解析 選項A：儲油罐清洗系統(tǒng)中部分(檢測裝置)對另一部分(增壓泵)的影響，體現(xiàn)系統(tǒng)的相關(guān)性，選項正確；選項B：能清洗大小不同的油罐是該儲油罐清洗系統(tǒng)的功能，體現(xiàn)系統(tǒng)的目的性，選項錯誤；選項 C：系統(tǒng)優(yōu)化過程中，可選擇不同性能的增壓泵，增壓泵的性能又能影響最終的優(yōu)化目標，也就是清洗效果，因此屬于影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素，選項正確；選項D：該系統(tǒng)的主要目的是清洗儲油罐，油罐清洗的潔凈程度是系統(tǒng)的優(yōu)化目標，選項正確。
典例4 圖(a)是印刷機中紙筒放卷張力控制系統(tǒng)示意圖。該系統(tǒng)采用機械方式檢測與控制紙的張力，控制精度不高，導致印刷時套印不準。企業(yè)為了提高印刷質(zhì)量，采用庫存的力傳感器、伺服電機等將控制系統(tǒng)改裝成圖(b)所示。從系統(tǒng)的角度，下列分析中不正確的是(　D　)
A．庫存的力傳感器的靈敏度是該系統(tǒng)優(yōu)化的約束條件
B．優(yōu)化前后的兩種控制系統(tǒng)都可分為檢測、控制和執(zhí)行子系統(tǒng)
C．系統(tǒng)的優(yōu)化手段是改變張力檢測和放卷速度控制形式
D．優(yōu)化時先考慮力傳感器的靈敏度，再考慮印刷質(zhì)量，體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的整體性原則
解析 選項A：力傳感器的選擇屬于影響因素，但指定力傳感器則屬于約束條件，選項正確；選項D：沒有體現(xiàn)先整體，再部分，是先部分，再整體，不體現(xiàn)整體性原則，選項錯誤。
典例5 下圖為我國首座“超級鏡子電站”。在控制系統(tǒng)中植入了太陽運動軌跡程序，當系統(tǒng)運行時，根據(jù)太陽的位置信息，由減速機自動調(diào)整反射鏡角度，使太陽光及時反射到集熱器上，對熔鹽進行加熱，其中一部分熱熔鹽通過蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生蒸汽進行發(fā)電，另一部分熱量存儲在熔鹽罐中供日落后發(fā)電使用。從系統(tǒng)的角度分析，下列說法中不正確的是(　C　)
A．能經(jīng)受風沙、冰雹等極端天氣考驗，有較好的環(huán)境適應性
B．部分反射鏡損壞，集熱器吸收到的能量減少，體現(xiàn)了系統(tǒng)的整體性
C．太陽的位置改變，反射鏡角度跟隨改變，體現(xiàn)了系統(tǒng)的相關(guān)性
D．工程師經(jīng)過大量數(shù)據(jù)測定和科學計算，將太陽運動軌跡程序植入控制系統(tǒng)，體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的科學性原則
解析 系統(tǒng)的相關(guān)性是指系統(tǒng)內(nèi)部各要素之間相互聯(lián)系、相互作用、相互制約；太陽的位置改變，反射鏡角度跟隨改變，體現(xiàn)了系統(tǒng)的目的性。選項C說法不正確，符合題意。
典例6 堪稱全球最長、創(chuàng)意最獨特的港珠澳大橋，主體由橋梁、海底隧道和人工島組成。大橋的設(shè)計采取了一系列優(yōu)化措施，下列措施中，以提高大橋安全性為目標的是(　D　)
A. 大橋在伶仃西航道和銅鼓航道段采用海底隧道方案，不影響通航
B．設(shè)計了中華白海豚觀賞區(qū)和海上觀景平臺
C．在珠澳口岸人工島上設(shè)有大型停車場，以緩解澳門本島的交通壓力
D．人工島周圍投放石頭形成斜坡
解析 人工島周圍投放石頭形成斜坡，如果船太靠近就會擱淺，是從安全角度考慮的。
學考釋疑　
系統(tǒng)的分析與優(yōu)化題，主要包括的知識點有系統(tǒng)的特性、系統(tǒng)分析的原則、約束條件及影響因素。
(1)主要考查系統(tǒng)的五個特性，在解題時要注意區(qū)分各個特性的特點。
①整體性(全局、集合)——側(cè)重于“部分影響整體”。 系統(tǒng)是一個整體，它不是各個要素(部分)的簡單相加，系統(tǒng)的整體功能是各要素(部分)在孤立狀態(tài)下所沒有的；系統(tǒng)中某個要素發(fā)生變化或出現(xiàn)故障，都會影響其他要素或整體功能的發(fā)揮；系統(tǒng)的整體功能大于組成系統(tǒng)的各部分的功能之和。
②相關(guān)性(匹配、關(guān)聯(lián))——側(cè)重于“部分與部分之間的關(guān)聯(lián)”。
③目的性(功能)——側(cè)重于系統(tǒng)的目的，系統(tǒng)特有的功能。
④動態(tài)性(更新)——系統(tǒng)隨時間自然而然地運動或者變化，側(cè)重于系統(tǒng)的變化和發(fā)展。有常見描述“長期使用后的故障”“定期維護”。
⑤ 環(huán)境適應性(自適應)——為了對所在環(huán)境的適應而做出的改變，側(cè)重于系統(tǒng)適應環(huán)境的變化。
(2)系統(tǒng)分析的主要原則，適用條件是在系統(tǒng)分析、設(shè)計及優(yōu)化中使用。
①整體性原則：著眼于系統(tǒng)整體，要先分析整體，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全過程，再看某一階段；先看長遠，再看當前。一般先考慮主要功能，再考慮次要功能，可以為了整體舍去部分次要功能。
②科學性原則：運用科學方法和數(shù)學工具進行定量分析。
③綜合性原則：要綜合分析，統(tǒng)籌兼顧，不可顧此失彼，因小失大。注意：綜合性原則是考慮多個功能；多個組成部分，多學科多種技術(shù)不屬于綜合性原則。
(3)系統(tǒng)優(yōu)化：
①系統(tǒng)的各個組成部件，在沒有限定的情況下，一般屬于影響因素；當部件有限定條件時，屬于約束條件。系統(tǒng)的設(shè)計團隊在系統(tǒng)分析中屬于影響因素。
②約束條件，起限制作用，不可任意調(diào)節(jié)。一般來說，自然環(huán)境、生長特性、題目描述中的限定條件都屬于約束條件。
,　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　請課后完成“專題集訓14”))專題梳理15　控制及其設(shè)計
1控制系統(tǒng)分析【必修　技術(shù)與設(shè)計2 第106—128頁　指導意見第65—70頁】
1．人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標發(fā)展，這就是控制。構(gòu)成控制的三要素：控制的對象、控制要達到的目的和控制手段。理解控制現(xiàn)象，要知道控制要達到什么目的、控制的對象是什么和采取什么控制手段。從控制過程中人工干預的情形分為：
(1)人工控制：控制的過程是在人的直接干預或全程干預下進行的。
(2)自動控制：在無人直接參與的情況下，使事物的變化準確地朝著期望的方向進行。按照控制信號流和執(zhí)行部件的不同，自動控制可分為氣動控制、液壓控制、電動控制、機械控制、電子控制等。
(3)智能控制是具有智能信息處理、智能信息反饋和智能決策的控制方式，它能在無人干預的情況下，自主地驅(qū)動智能機器實現(xiàn)控制目標。智能控制主要用于解決復雜系統(tǒng)的控制問題。
(4)隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，在很多控制現(xiàn)象中，控制的方式是多樣的、綜合的。
2．任何控制都要通過若干個環(huán)節(jié)來實現(xiàn)，這些環(huán)節(jié)所涉及的裝置就構(gòu)成了一個系統(tǒng)，稱為控制系統(tǒng)。主要環(huán)節(jié)：輸入量、被控對象、輸出量(三要素)。控制系統(tǒng)的輸出與輸入之間有一定的對應關(guān)系。常采用方框來表示系統(tǒng)的環(huán)節(jié)，用單向信號線來表示系統(tǒng)信號傳遞的方向，這種圖稱為控制系統(tǒng)方框圖。它表示了系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)在系統(tǒng)中的位置、功能和相互之間的關(guān)系。
3．簡單開環(huán)控制系統(tǒng)的組成及工作過程
(1)控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，這種控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。
(2)特征：系統(tǒng)的輸出量僅受輸入量控制，輸入量到輸出量之間的信號是單向傳遞。
(3)方框圖：
輸入量：控制系統(tǒng)的給定量。
控制器：對輸入信號進行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件。
執(zhí)行器：直接對被控對象進行控制的裝置或元件。
控制量：執(zhí)行器的輸出信號。
被控對象：控制系統(tǒng)中所要求控制的裝置或生產(chǎn)過程。
輸出量：控制系統(tǒng)所要控制的量。
4．系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端，并對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。
閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖：
檢測裝置測量出被控量并返回到系統(tǒng)的輸入端；比較器將給定量與所檢測的被控量進行比較，求出偏差值；控制器將這一偏差值進行運算處理，并向執(zhí)行器下達控制命令；執(zhí)行器根據(jù)指令對被控對象進行控制，從而使被控量穩(wěn)定在給定的范圍內(nèi)。與開環(huán)控制系統(tǒng)相比，閉環(huán)控制系統(tǒng)多了一個由檢測裝置組成的反饋通道。
5．在自動控制系統(tǒng)中，將輸出量通過檢測裝置返回到輸入端并與輸入量進行比較的過程，就是反饋。利用反饋來分析和處理被控對象，通過系統(tǒng)的輸出來調(diào)整系統(tǒng)的行為，使系統(tǒng)沿著預期的目標運行。帶有反饋的控制系統(tǒng)就是閉環(huán)控制系統(tǒng)。 利用反饋來減少輸出量的偏差，穩(wěn)定輸出量。
6．在控制系統(tǒng)中，除輸入量(給定值)外，引起被控量變化的各種因素都可以視為干擾因素。干擾因素可以是環(huán)境造成的，也可以是人為原因所致；干擾因素可能有一個，也可能有若干個。對于大多數(shù)控制系統(tǒng)，在工作過程中必須克服干擾，使被控量穩(wěn)定。
7．開環(huán)控制系統(tǒng)本身不能對被控量的偏差進行調(diào)整和補償，沒有自動糾正能力。開環(huán)控制系統(tǒng)一般結(jié)構(gòu)簡單，適用于控制精度要求不高而系統(tǒng)本身的元件又比較穩(wěn)定的場合。
閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計比較麻煩，結(jié)構(gòu)相對復雜，構(gòu)成控制系統(tǒng)的成本較高。閉環(huán)控制系統(tǒng)是自動控制中廣泛采用的一種方式，用于要求高精度和高可靠性的場合。
8．黑箱方法：通過對系統(tǒng)輸入與輸出關(guān)系的研究，進而推斷出系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法。
黑箱方法提供了一種不必打開系統(tǒng)就可以研究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能的方法。
典例1 (2022·浙江1月學考)自動扶梯上行控制系統(tǒng)示意圖如圖所示。紅外傳感器檢測到乘客進入扶梯時，控制器控制電動機拖動扶梯快速運行，乘客離開后，扶梯慢速運行。關(guān)于該控制系統(tǒng)，下列說法正確的是(　D　)
A．紅外傳感器起反饋作用
B．被控對象是電動機
C．執(zhí)行器是扶梯
D．控制方式屬于開環(huán)控制
解析 輸入量是紅外傳感器檢測到乘客進入扶梯信號，輸出量是扶梯運行速度，屬于開環(huán)控制系統(tǒng)，選項D正確。開環(huán)控制不存在反饋，紅外傳感器起到檢測人體信號的輸入功能，選項A錯誤。被控對象是扶梯，選項B錯誤。執(zhí)行器是電動機，選項C錯誤。
典例2 圖a是某自動對位控制系統(tǒng)的示意圖。其工作過程：攝像機連續(xù)獲取被測物體的實時位置信息(如圖b 所示)，工控機將接收到的位置信息不斷與設(shè)定位置進行比較，計算出被測物體的偏移值，控制平臺驅(qū)動器驅(qū)動平臺移動和轉(zhuǎn)動，使被測物體運動到設(shè)定位置(如圖c 所示)。下列關(guān)于該自動對位控制系統(tǒng)的分析中正確的是(　B　)
A．控制量是被測物體的偏移值
B．該系統(tǒng)屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)
C．攝像機用來獲取輸入量
D．被控量是設(shè)定位置
解析 自動對位控制系統(tǒng)的輸入量是設(shè)定位置，被控量是實時位置，被控對象是被測物體；工控機將接收到的位置信息不斷與設(shè)定位置進行比較，計算出被測物體的偏移值，系統(tǒng)不斷地反饋，是閉環(huán)控制系統(tǒng)，選項B正確。
典例3 (2021·浙江1月學考)下圖為經(jīng)改進的某儲油罐清洗系統(tǒng)，其控制部分可分為噴水控制子系統(tǒng)和抽水控制子系統(tǒng)。噴水控制子系統(tǒng)工作過程：PLC根據(jù)檢測裝置檢測到的污水中的含污量，控制增壓泵產(chǎn)生高壓水，通過噴頭沖洗油罐。抽水控制子系統(tǒng)中，PLC控制真空泵將油罐中的污水抽到污水箱。下列關(guān)于噴水控制子系統(tǒng)的分析中正確的是(　A　)
A．輸入量是含污量
B．控制器是增壓泵
C．被控對象是清水箱
D．控制量是PLC的輸出信號
解析 輸出量也設(shè)定為噴水量，噴頭就是被控對象，PLC具有控制和發(fā)送指令的功能，作為控制器，它接收到的是輸入量，因此輸入量為檢測到的污水量，PLC直接控制增壓泵，因此增壓泵是執(zhí)行器，選項A正確。
典例4 下圖是三相異步電動轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)示意圖。系統(tǒng)通過改變交流電的頻率來改變電動機的轉(zhuǎn)速。通過觸摸屏設(shè)定電動機的轉(zhuǎn)速，變頻調(diào)速器將50 Hz的交流電轉(zhuǎn)變成與設(shè)定轉(zhuǎn)速相對應頻率的交流電，驅(qū)動電動機轉(zhuǎn)動；裝在電動機輸出軸上的測速發(fā)電機隨電動機一起轉(zhuǎn)動并發(fā)電；PLC根據(jù)測速發(fā)電機的電流大小，判斷電動機實際轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速之間的差值，向變頻調(diào)速器發(fā)出指令，改變驅(qū)動電流的頻率。下列關(guān)于該控制系統(tǒng)的分析中正確的是(　D　)
A．執(zhí)行器是電動機
B．控制器是變頻調(diào)速器
C．輸出量是測速發(fā)電機的電流信號
D．控制量是變頻調(diào)速器輸出的電流頻率
解析 結(jié)合圖示得知，這是閉環(huán)控制系統(tǒng)，輸入量是設(shè)定轉(zhuǎn)速，輸出量是實際轉(zhuǎn)速，被控對象是電動機，檢測裝置是測速發(fā)電機，執(zhí)行器是變頻調(diào)速器，控制量是變頻調(diào)速器輸出的電流頻率，控制器是PLC，選項D正確。
典例5 下列關(guān)于控制系統(tǒng)的說法中，正確的是(　B　)
A.有檢測傳感器的控制系統(tǒng)就是閉環(huán)控制系統(tǒng)
B．直接對被控對象進行控制的裝置或元件稱為執(zhí)行器
C．控制器發(fā)出的控制信號稱為控制量
D．能引起被控量發(fā)生變化的因素都是干擾因素
解析 選項A：開環(huán)的輸入端也有檢測傳感器，選項錯誤；選項C：執(zhí)行器發(fā)出的控制信號稱為控制量，選項錯誤；選項D：除了給定量之外，能引起被控量發(fā)生變化的因素都是干擾因素，選項錯誤。
典例6 (2020·浙江7月學考)某游泳池水位控制系統(tǒng)的控制過程為：水位傳感器檢測游泳池的實際水位，并將信號返回到輸入端與設(shè)定水位進行比較，當實際水位低于設(shè)定水位時，控制器發(fā)出指令打開進水閥門；當實際水位達到設(shè)定水位時，控制器發(fā)出指令關(guān)閉進水閥門。下列說法中不正確的是(　B　)
A．該控制方式是閉環(huán)控制
B．設(shè)定水位發(fā)生變化是干擾因素
C．被控對象是游泳池
D．執(zhí)行器是進水閥門
解析 由描述可知，將水位維持在一定范圍內(nèi)，屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)；輸入量是設(shè)定水位，輸出量是實際水位，被控對象是游泳池，執(zhí)行器是進水閥門，控制量是進水閥門的開閉；輸入量不屬于干擾因素，選項B錯誤。
學考釋疑
(1)控制方式簡易判斷法：
①輸入量與輸出量之間的關(guān)系：若輸入量約等于(數(shù)值上)輸出量，則是閉環(huán)；若不約等于，則是開環(huán)——比較適合判斷開環(huán)。
②有比較，再處理，最后保持穩(wěn)定——比較適合判斷閉環(huán)。
(2)信號類：輸入量(給定量)、輸出量(被控量)、控制量。
裝置類：控制器、執(zhí)行器、被控對象、檢測裝置，比較器的功能是由控制器完成的。
(3)干擾因素的理解：在控制系統(tǒng)中，干擾因素可能有一個，可能有多個；有些是環(huán)境造成的，有些是人為原因造成的。控制系統(tǒng)存在干擾因素。干擾因素也是可以被利用的。注意：一般認為不是干擾因素的有輸入量、輸出量、無關(guān)因素；內(nèi)部故障一般認為是干擾因素；干擾因素的作用都反映在輸出量的變化上。
2控制系統(tǒng)設(shè)計【必修　技術(shù)與設(shè)計2 第129—135頁　指導意見第65—70頁】
1．控制系統(tǒng)的設(shè)計要求：
2．根據(jù)對控制精度的要求以及條件的可行性確定是選擇開環(huán)控制還是閉環(huán)控制；通過了解被控對象的輸入與輸出之間的關(guān)系來分析被控對象的基本特性，從而確定控制器的運算方式；控制量應選擇可控制的、對抑制干擾因素和保持系統(tǒng)穩(wěn)定有明顯作用的量；執(zhí)行器、檢測器的選擇一是要根據(jù)被控量和控制量的需求，二是要根據(jù)控制的條件進行。
3．控制系統(tǒng)的設(shè)計方案，還包括畫出必要的設(shè)計圖紙(控制電路設(shè)計或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計)和實施圖紙、撰寫設(shè)計說明書等。開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計在明確設(shè)計要求、被控對象、被控量和控制量后，即可考慮具體控制系統(tǒng)的方案。簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計，有以下基本要求：(1)閉環(huán)控制系統(tǒng)要正常工作，必須是穩(wěn)定的；(2)控制系統(tǒng)的控制精度必須符合要求，即系統(tǒng)的輸出量與給定量之差應控制在允許范圍之內(nèi)；(3)應有較好的抗干擾性能。
典例7 下圖是滑臺的運動系統(tǒng)示意圖，由電機控制子系統(tǒng)和機械傳動子系統(tǒng)組成。在電機控制子系統(tǒng)中，傳感器檢測電機的轉(zhuǎn)動角度，并反饋到控制裝置與設(shè)定值比較，控制裝置根據(jù)偏差值發(fā)出運動信號，驅(qū)動器將運動信號轉(zhuǎn)變成相應的電流驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動，在機械傳動子系統(tǒng)中，電機帶動絲桿轉(zhuǎn)動，絲桿通過螺母驅(qū)動滑臺移動。系統(tǒng)根據(jù)電機的轉(zhuǎn)動角度和絲桿的螺紋間距計算出滑臺移動的距離，從而實現(xiàn)對滑臺位置的間接控制。由于絲桿傳動的誤差和滑臺移動時的摩擦，導致滑臺移動的距離存在誤差。為了提高滑臺位置的控制精度，需要對該系統(tǒng)進行優(yōu)化，下列措施中合理的是(　D　)
A．將電機換成高精度電機，控制方式改為開環(huán)控制
B．將傳感器換成高精度傳感器，提高電機轉(zhuǎn)動角度的檢測精度
C．將傳感器安裝在絲桿上，檢測絲桿的轉(zhuǎn)動角度
D．在滑臺上安裝傳感器，檢測滑臺的位置
解析 閉環(huán)的精確度更高，A選項錯誤；更換傳感器，不能解決題干設(shè)定情景的問題，B選項錯誤；滑臺是被控對象，需要提高滑臺控制精度，被控量確定為滑臺的位置，需要檢測并反饋滑臺位置，選項D更有效。
典例8 要設(shè)計水箱水位的閉環(huán)控制系統(tǒng)，下列器材中，適合用作檢測裝置的是(　D　)
解析 只有選項D是傳感器。
學考釋疑　
在資料分析的基礎(chǔ)上，選擇合適的控制方式，再選擇合適的部件實現(xiàn)控制目的或者對原有系統(tǒng)進行優(yōu)化。
傳感器是一種檢測裝置，能檢測到被測量的信息，并能將感受到的信息按一定的規(guī)律變換成為電信號或其他所需的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。根據(jù)傳感器的基本感知功能，通常分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。專題梳理十六　系統(tǒng)與控制
系統(tǒng)與控制綜合【必修　技術(shù)與設(shè)計2 第106—135頁　指導意見第65—70頁】
典例1 下圖是一款可伸縮的防雨晾衣裝置示意圖。晾衣時按動開關(guān)，電機帶動滑輪轉(zhuǎn)動將晾衣桿連同衣物移到室外。下雨時，傳感器檢測到信號后，電機帶動滑輪反向轉(zhuǎn)動，將晾衣桿和衣物收回室內(nèi)。請根據(jù)示意圖和描述，完成以下任務：
(1)該裝置防雨的控制屬于__②__(在“①手動控制；②自動控制”中選擇合適的選項，將序號填入“______”)。
(2)該系統(tǒng)中的傳感器可選用__③__(在“①熱敏傳感器；②光敏傳感器；③濕敏傳感器”中選擇合適的選項，將序號填入“______”)。
(3)該系統(tǒng)的執(zhí)行器是__②__(在“①晾衣桿；②電機；③開關(guān)”中選擇合適的選項，將序號填入“______”)。
(4)為了實現(xiàn)傍晚時能將衣物收回室內(nèi)，對該系統(tǒng)優(yōu)化的有效措施是__③__和__④__(在“①提高傳感器的靈敏度；②增加溫度檢測及對應的控制子系統(tǒng)；③增加光線檢測及對應的控制子系統(tǒng)；④增加定時控制子系統(tǒng)”中選擇合適的選項，將序號填入“______”)。
(5)下列因素中，不屬于影響本系統(tǒng)優(yōu)化的因素是__④__(在“①傳感器的靈敏度；②控制系統(tǒng)的精度和可靠性；③系統(tǒng)的制造和使用成本；④環(huán)境溫度、濕度和光線的變化”中選擇合適的選項，將序號填入“______”)。
解析 整體分析：輸入量是檢測到的下雨信號，輸出量是晾衣桿收回，這是開環(huán)控制系統(tǒng)，控制器是控制電路(未給出，一般為控制電路)，執(zhí)行器是電機，被控對象是晾衣桿和衣物。
(1)人沒有全程參與及直接參與，屬于自動控制系統(tǒng)。
(2)檢測下雨信號，傳感器應選用濕敏傳感器。
(3)見整體分析。
(4)在傍晚時收回衣物，需要檢測光線信號，③符合；也可以設(shè)計成定時控制系統(tǒng)，根據(jù)時間收回衣物，④符合。
(5)影響因素是人為可以改變的，而環(huán)境溫度、濕度和光線的變化，人為無法改變，屬于約束條件。
典例2 下圖是智能車位引導系統(tǒng)示意圖。該系統(tǒng)能夠準確、快速引導駕駛員到達空余車位，其工作過程：中央處理器接收到超聲波車位探測器探測的車位信息，經(jīng)過處理后控制信息發(fā)布器把空余車位信息通過引導屏和車位指示燈顯示出來。根據(jù)示意圖及其描述，請回答下列問題。
(1)根據(jù)上述描述，分析該車位引導系統(tǒng)的控制過程，在方框圖中“ ______”處填寫相應的內(nèi)容。
(2)該智能車位引導系統(tǒng)可以分為信息采集、信息處理、信息發(fā)布三個子系統(tǒng)，其中的信息發(fā)布子系統(tǒng)包括信息發(fā)布器、__①__、__④__(在“①車位指示燈；②超聲波車位探測器；③數(shù)據(jù)庫；④引導屏”中選擇兩項，將序號填入“______”處)。
(3)系統(tǒng)設(shè)計時要考慮車位定位準確、顯示及時、抗干擾、便于維護，還要統(tǒng)籌兼顧成本、安裝等要素，這體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的__①__原則(在“①綜合性；②科學性；③整體性”中選擇一項，將序號填入“______”處)。
解析 (1)輸入量是車位探測器探測的車位信息，輸出量是引導屏和車位指示燈的顯示信息即空余車位信息，輸出量不對輸入量產(chǎn)生影響，屬于開環(huán)控制系統(tǒng)，控制器是中央處理器，執(zhí)行器是信息發(fā)布器，被控對象是引導屏和車位指示燈。
(2)由圖示可知，信息發(fā)布子系統(tǒng)包括信息發(fā)布器、引導屏和車位指示燈。
(3)統(tǒng)籌兼顧，考慮多個功能，體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的綜合性原則。
典例3 下圖是一種鋼板剪切機的控制示意圖，剪切機構(gòu)安裝在切臺上。其工作過程：上下送料輪推動鋼板向前移動，測量輪采集送料速度和長度信息，控制器根據(jù)接收到的信號控制剪切機構(gòu)切斷鋼板，得到所需長度的板料。請根據(jù)示意圖和描述，完成以下任務：
(1)系統(tǒng)設(shè)計時，需要對送料速度、剪切刀的剪切速度等參數(shù)進行建模和定量分析，體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的__B__(在“A.整體性原則；B.科學性原則；C.綜合性原則”中選擇合適的選項，將序號填入“ ______”處)。
(2)要保證送料輪能順利送料，合理的措施是 __A__(在“A.使送料輪在鋼板上施加足夠大的壓力；B.增大送料輪的轉(zhuǎn)速；C.在送料輪與鋼板之間加潤滑油；D.使上下送料輪轉(zhuǎn)向相同”中選擇合適的選項，將序號填入“______”處)。
(3)不屬于剪切長度控制系統(tǒng)干擾因素的是__A__(在“A.所需板料長度的改變；B.測量輪工作表面磨損造成的直徑減小；C.控制器輸出信號異常”中選擇合適的選項，將序號填入“______”處)。
(4)為了實現(xiàn)剪切鋼板時連續(xù)送料，提高生產(chǎn)效率，合理的措施是 __B__(在“A.剪切的瞬間降低送料速度，剪切完成后恢復到原送料速度；B.剪切機構(gòu)隨鋼板同步移動的過程中剪切鋼板，剪切完成后快速回移；C.剪切機構(gòu)不隨鋼板移動，提高剪切刀的剪切速度”中選擇合適的選項，將序號填入“______”處)。
(5)上圖虛線框中需要安裝一對剪切刀，下列關(guān)于剪切刀的形狀和布置方案中合理的是__D__。
解析 (1)系統(tǒng)設(shè)計時，需要對送料速度、剪切刀的剪切速度等參數(shù)進行建模和定量分析，體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的科學性原則。
(2)送料輪對鋼板的摩擦力使鋼板移動，因此使送料輪在鋼板上施加足夠大的壓力，才能保證送料輪順利送料。
(3)在控制系統(tǒng)中，除輸入量外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。測量輪采集送料速度和長度信息是輸入量，所需板料長度的改變不是干擾因素。
(4)剪切的瞬間降低送料速度，剪切完成后恢復到原送料速度，剪切時間影響了送料，A 選項不合理；剪切機構(gòu)隨鋼板同步移動的過程中剪切鋼板，剪切時間不影響送料速度，剪切完成后快速回移，能保證剪切的長度不改變；C.剪切機構(gòu)不隨鋼板移動，不管怎樣提高剪切刀的剪切速度，都影響送料速度。
(5)剪切時，剪切刀不可能正對，應錯開一小段距離，以便順利剪下，A、B 選項的剪切刀都正對了，C 選項無法順利剪下。專題梳理十六　系統(tǒng)與控制
系統(tǒng)與控制綜合【必修　技術(shù)與設(shè)計2 第106—135頁　指導意見第65—70頁】
典例1 下圖是一款可伸縮的防雨晾衣裝置示意圖。晾衣時按動開關(guān)，電機帶動滑輪轉(zhuǎn)動將晾衣桿連同衣物移到室外。下雨時，傳感器檢測到信號后，電機帶動滑輪反向轉(zhuǎn)動，將晾衣桿和衣物收回室內(nèi)。請根據(jù)示意圖和描述，完成以下任務：
(1)該裝置防雨的控制屬于__②__(在“①手動控制；②自動控制”中選擇合適的選項，將序號填入“______”)。
(2)該系統(tǒng)中的傳感器可選用__③__(在“①熱敏傳感器；②光敏傳感器；③濕敏傳感器”中選擇合適的選項，將序號填入“______”)。
(3)該系統(tǒng)的執(zhí)行器是__②__(在“①晾衣桿；②電機；③開關(guān)”中選擇合適的選項，將序號填入“______”)。
(4)為了實現(xiàn)傍晚時能將衣物收回室內(nèi)，對該系統(tǒng)優(yōu)化的有效措施是__③__和__④__(在“①提高傳感器的靈敏度；②增加溫度檢測及對應的控制子系統(tǒng)；③增加光線檢測及對應的控制子系統(tǒng)；④增加定時控制子系統(tǒng)”中選擇合適的選項，將序號填入“______”)。
(5)下列因素中，不屬于影響本系統(tǒng)優(yōu)化的因素是__④__(在“①傳感器的靈敏度；②控制系統(tǒng)的精度和可靠性；③系統(tǒng)的制造和使用成本；④環(huán)境溫度、濕度和光線的變化”中選擇合適的選項，將序號填入“______”)。
解析 整體分析：輸入量是檢測到的下雨信號，輸出量是晾衣桿收回，這是開環(huán)控制系統(tǒng)，控制器是控制電路(未給出，一般為控制電路)，執(zhí)行器是電機，被控對象是晾衣桿和衣物。
(1)人沒有全程參與及直接參與，屬于自動控制系統(tǒng)。
(2)檢測下雨信號，傳感器應選用濕敏傳感器。
(3)見整體分析。
(4)在傍晚時收回衣物，需要檢測光線信號，③符合；也可以設(shè)計成定時控制系統(tǒng)，根據(jù)時間收回衣物，④符合。
(5)影響因素是人為可以改變的，而環(huán)境溫度、濕度和光線的變化，人為無法改變，屬于約束條件。
典例2 下圖是智能車位引導系統(tǒng)示意圖。該系統(tǒng)能夠準確、快速引導駕駛員到達空余車位，其工作過程：中央處理器接收到超聲波車位探測器探測的車位信息，經(jīng)過處理后控制信息發(fā)布器把空余車位信息通過引導屏和車位指示燈顯示出來。根據(jù)示意圖及其描述，請回答下列問題。
(1)根據(jù)上述描述，分析該車位引導系統(tǒng)的控制過程，在方框圖中“ ______”處填寫相應的內(nèi)容。
(2)該智能車位引導系統(tǒng)可以分為信息采集、信息處理、信息發(fā)布三個子系統(tǒng)，其中的信息發(fā)布子系統(tǒng)包括信息發(fā)布器、__①__、__④__(在“①車位指示燈；②超聲波車位探測器；③數(shù)據(jù)庫；④引導屏”中選擇兩項，將序號填入“______”處)。
(3)系統(tǒng)設(shè)計時要考慮車位定位準確、顯示及時、抗干擾、便于維護，還要統(tǒng)籌兼顧成本、安裝等要素，這體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的__①__原則(在“①綜合性；②科學性；③整體性”中選擇一項，將序號填入“______”處)。
解析 (1)輸入量是車位探測器探測的車位信息，輸出量是引導屏和車位指示燈的顯示信息即空余車位信息，輸出量不對輸入量產(chǎn)生影響，屬于開環(huán)控制系統(tǒng)，控制器是中央處理器，執(zhí)行器是信息發(fā)布器，被控對象是引導屏和車位指示燈。
(2)由圖示可知，信息發(fā)布子系統(tǒng)包括信息發(fā)布器、引導屏和車位指示燈。
(3)統(tǒng)籌兼顧，考慮多個功能，體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的綜合性原則。
典例3 下圖是一種鋼板剪切機的控制示意圖，剪切機構(gòu)安裝在切臺上。其工作過程：上下送料輪推動鋼板向前移動，測量輪采集送料速度和長度信息，控制器根據(jù)接收到的信號控制剪切機構(gòu)切斷鋼板，得到所需長度的板料。請根據(jù)示意圖和描述，完成以下任務：
(1)系統(tǒng)設(shè)計時，需要對送料速度、剪切刀的剪切速度等參數(shù)進行建模和定量分析，體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的__B__(在“A.整體性原則；B.科學性原則；C.綜合性原則”中選擇合適的選項，將序號填入“ ______”處)。
(2)要保證送料輪能順利送料，合理的措施是 __A__(在“A.使送料輪在鋼板上施加足夠大的壓力；B.增大送料輪的轉(zhuǎn)速；C.在送料輪與鋼板之間加潤滑油；D.使上下送料輪轉(zhuǎn)向相同”中選擇合適的選項，將序號填入“______”處)。
(3)不屬于剪切長度控制系統(tǒng)干擾因素的是__A__(在“A.所需板料長度的改變；B.測量輪工作表面磨損造成的直徑減小；C.控制器輸出信號異常”中選擇合適的選項，將序號填入“______”處)。
(4)為了實現(xiàn)剪切鋼板時連續(xù)送料，提高生產(chǎn)效率，合理的措施是 __B__(在“A.剪切的瞬間降低送料速度，剪切完成后恢復到原送料速度；B.剪切機構(gòu)隨鋼板同步移動的過程中剪切鋼板，剪切完成后快速回移；C.剪切機構(gòu)不隨鋼板移動，提高剪切刀的剪切速度”中選擇合適的選項，將序號填入“______”處)。
(5)上圖虛線框中需要安裝一對剪切刀，下列關(guān)于剪切刀的形狀和布置方案中合理的是__D__。
解析 (1)系統(tǒng)設(shè)計時，需要對送料速度、剪切刀的剪切速度等參數(shù)進行建模和定量分析，體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的科學性原則。
(2)送料輪對鋼板的摩擦力使鋼板移動，因此使送料輪在鋼板上施加足夠大的壓力，才能保證送料輪順利送料。
(3)在控制系統(tǒng)中，除輸入量外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。測量輪采集送料速度和長度信息是輸入量，所需板料長度的改變不是干擾因素。
(4)剪切的瞬間降低送料速度，剪切完成后恢復到原送料速度，剪切時間影響了送料，A 選項不合理；剪切機構(gòu)隨鋼板同步移動的過程中剪切鋼板，剪切時間不影響送料速度，剪切完成后快速回移，能保證剪切的長度不改變；C.剪切機構(gòu)不隨鋼板移動，不管怎樣提高剪切刀的剪切速度，都影響送料速度。
(5)剪切時，剪切刀不可能正對，應錯開一小段距離，以便順利剪下，A、B 選項的剪切刀都正對了，C 選項無法順利剪下。

展開更多......

收起↑