資源簡介

結構與設計 （習題課）
【學習目標】
1．理解結構的概念、分類和受力形式，明確穩固結構的影響因素。
2．通過典型例題和案例的分析，提高分析、設計、優化、欣賞結構的能力。
3．樹立聯系生活解決實際問題的意識，提高對技術文化性的理解。
【課前延伸】
一、內容與標準
知識點1: 認識結構
【目標要求】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。
結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。從力學角度來說結構是指可承受一定力的架構形態。
類型：實體、框架、殼體、組合（從受力特點上分）。
知識點2：結構的受力
【目標要求】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。
形式：拉力、壓力、剪切力、彎曲力、扭轉力、風力
內力：構件受到外力作用時，內部各質點之間的相互作用會發生改變，產生一種抵抗的力。應力：構件的單位橫截面積上所產生的內力，當應力達到某一極限值，結構會遭到破壞。
判斷一個構件的強度，就要從應力來判斷。σ=F/S
知識點3：分析結構
【目標要求】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。
重心高低
結構的穩定性 支撐面的大小
結構形狀
結構的形狀 鉸鏈接
　　　　 結構的強度 構件的連接方式
使用的材料 剛鏈接
穩定性：結構在負載的作用下維持其原有的平衡狀態的能力。
強度：結構所具有的抵抗外力破壞的能力。
結構的形狀不僅有外部形狀也有構件的內部橫截面形狀。
不同材料的鏈接方式和加工工藝，強度也不同。結構的局部或形狀的改變能實現新的功能。
知識點4：設計結構
【目標要求】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。
設計應考慮的主要因素：①使用對象的穩定性和強度要求；②公眾和使用者的審美需要；③使用者的個性化需要；④設計對象的成本控制和一定使用壽命。
結構設計案例中包括：①設計項目，設計對象（一個什么設計結構）；②設計要求，滿足使用者的需要；③設計分析，從穩定性和強度材料、連接方式等的角度分析；④設計準備，材料、工具設備等；⑤設計方案，結構的制作方案。
知識點5：欣賞結構
【目標要求】能從技術和文化的角度欣賞并評價典型結構設計的案例。
①使用功能 ②穩固功能 ③設計的創意和表現力
技術角度 ④材料使用 ⑤工藝的精湛程度
欣賞結構 ①文化寓意與傳達 ②美學原則
文化角度 ③時代、民俗、習俗 ④個性特征
二、課前練習
1．下列關于結構概念的敘述，正確的是（ ）
　A物體的結構是由使用者的需要決定的
　B一種物體只能有一種結構
　C結構是指物體的各組成部分之間的搭配和排列
　D物體的結構是指物體的大小和形狀
2．以下哪種結構是受自然界對結構設計形狀的啟發而產生的？（ ）
　A電燈泡　 B乒乓球　 C飛機的機翼　 D籃球架
3．下列選項中，屬于框架結構的是（ ）
　A房屋的墻體 B教室的門窗　 C化工廠的儲油罐　D煮飯用的高壓鍋
4．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
5．岳陽樓建筑歷經千年仍然保持穩固，成為建筑史上的奇觀，下面選項中對其建筑穩固性不構成影響的是（ ）
　A 結構的形狀　 B 結構的材料　C 結構的連接形式 D 當地適宜的氣候條件
6．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
【典型題訓練】
1．自行車的輻條一端穿在軸盤上，另一端擰在穿過輪圈的空心螺紋上。它受的力是（ ）
A.拉力 B.壓力 C.彎曲力 D.扭轉力
2．晾曬衣服時，傳統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（ ）
A．繩子對右側柱子能產生垂直下壓水平右拉的效果
B．繩子拉得越緊，晾衣服時易斷
C．繩子拉得越松，晾衣服時易斷
D．以上說法都不正確
3．08奧運會主體育場 “鳥巢”結構的特點是（ ）
A.外力分布在整個體積中 B.構件支撐空間而不充滿空間
C.外力作用在“鳥巢”表面 D.符合古代建筑風格
4．有一個筷子，這個筷子的容許應力為50N/CM2，此處截面積為4cm2，如果外界給它一個外力，使它產生180N的內力，筷子會不會斷，為什么？
5．在日常生活中，你所見到的（ ）是不屬于利用不穩定的結構實現某些功能的
　 A游樂設施的蹺蹺板功能結構　 B房間門口的活頁功能結構
　 C學校運動場的籃球架結構　　 D圓珠筆的筆嘴結構
6．小強幫助爸爸選購穩定性好的落地燈，對于以下四種款式，小強應選擇（ ）
A B C D
7．任何構件在設計和使用過程中都要考慮構成材料的各種屬性，下圖中上部鋼筋混凝土構件使用最優的是（ ）
8．在結構的材料與連接中我們平常看到的自行車輻條與鋼圈之間的連接是屬于（ ）
A焊接 　 B鉚接　C剛連接 　 D鉸鏈接
9．鉆石有令人難以置信的強度，就是因為它的分子結構為四面體，每個四面體都有四個角、四個面和六條邊，每一個面都是一個三角形，說明鉆石的強度與（ ）有關。
　 A結構的形狀　B使用的材料　C構件之間的連接方式 　D穩定性
10．超市里冷凍食品的塑料包裝盒通常選用白色的，并在盒子的底部壓制出一些幾何圖案的凹凸槽，這主要是為了（ ）
A．減少食品與包裝盒的接觸面積 B．保持溫度不變、緩沖震
C．減少熱量吸收、增加抗形變能力 D．減輕包裝質量、緩沖震動
11．某班同學在教室里布置了一些花草，他們把直桿AB的一端固定在墻上將吊蘭掛起來，如右圖所示。
（1）結構受力的基本形式有壓力、拉力、彎曲力和剪切力等。請說出AB桿的主要受力形式。
（2）簡述這個結構存在的缺陷。
（3）在不改變桿的固定點A和懸掛點B的前提下，簡述你對這個結構提出的改進方法？并在原圖上標注改進方案。
12．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。可以從哪兩個角度來欣賞評價經典結構（ ） ①技術 ②工藝 ③民俗 ④文化
A. ①② B．③④ C．①④ D．②③
【鞏固檢測】
1．汽車的傳動軸受到主要的作用力是（ ）
A.拉力 B.壓力 C.彎曲力 D.扭轉力
2．可以用受力結構的穩定性來解釋的事實是（ ）
　 A雞蛋在某種情況下可以承受很大的外力　 B 廣告牌被臺風吹倒
　 C　耳機與電腦主機的插口接觸不良，聽不到音樂 D 拔河的繩子斷裂
3．走鋼絲的人手上拿著一條長棒的目的是（ ）
A.美觀 B.降低重心 C.調節重心 D.支撐
4．我們常用的A形梯不采用鉛合金片，而采用長方形截面的構件，這說明（ ）影響結構強度
　 A材料　B形狀　C構件　D連接方式
5．分別在一根竹桿和一根同樣尺寸的脆性塑料桿上不斷加掛相同質量的重物，竹桿比脆性塑料桿能掛更多重物而不會斷裂，說明了（ ）影響結構的強度。
A.材料 B.結構的形狀 C.構件橫截面形狀 D.構件的連接方式
6．好多藥瓶的瓶蓋側面都設計有密集的豎條紋，其目的是 ，有的礦泉水瓶子有若干凸起的橫向紋路，它的作用是 。
7．小明的鋁合金書架斷裂了，他最好采用那種連接方式進行修補（ ）
A.焊接 B.榫接 C.膠接 D.鉚接
8． F1（世界一級方程式）賽車比賽是一項“極速運動”。比賽時，賽車要想跑出很高的速度，必須保持運動過程中的穩定性，那么賽車應怎樣進行設計（ ）
A.流線型外型，底盤高，很重 B.流線型外型，底盤低，很輕
C.弧線型外型，底盤低，有一定自重 D.流線型外型，底盤低，有一定自重
9．易碎產品在包裝時需要一些特殊的設計方法以防止產品摔碎，這種包裝應該側重于（ ）
A.穩定性 B.強度 C.美觀 D.安全
【總結反芻】
審題要注意哪些方面？
分析結構題目的思路是怎樣的？
本節課你最大的收獲是什么？
結構分析

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