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1、技术与设计2结构与设计流程与设计系统与设计控制与设计 四个主题都是专题性技术设计,它们具有典型意义,并与技术的发展密切相关联。学习这些技术与设计的基本思想和基本方法,将使我们终身受益。,金刚石和石墨的物理性质为什么有很大的差别？,金刚石,是由于金刚石和石墨里的碳原子的排列结构不同而引起的,1、无处不在的结构,结构(structure)是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。,自然界：技术领域:社会领域:,自然界形形色色的结构给了人们无穷的创造灵感和启示。,世界上任何事物都存在结构,结构多种多样且决定着事物存在的性质。,【思考】1、为什么要研究结构？2、生产生活中还有哪些产品的结构是受到自然
2、界事物结构的启发而产生的？3、我们人类好多地方不如动物,不能象鸟一样在空中自由飞翔,不能象鱼一样在水中欢快游荡,奔跑速度不如狗，打斗力气不如虎。人类凭什么能成为动物界的统治者呢?,科罗拉多大峡谷,恐龙骨骼,承载遗传信息的DNA双螺旋结构,众多碱基对的排列,决定了各种生物的特性。,希腊帕特农神庙（又称雅典娜神庙）,悉尼歌剧院,罗浮宫,案例分析P003,自然界结构给人的启示,蜂窝纸板,社会领域也存在结构现象,一篇文章企业家庭结构班级结构,合理的结构是事物存在的基础，卓越的结构是设计者和制造者的重要追求。,魁北克大桥的坍塌,阅读,结论:结构影响着它们的性质和功能,结构方面存在的一个小问题也许就会导致
3、重大事故的发生。,思考：大桥坍塌的原因是什么？擅自改变桥的结构。,归纳,从自然界、技术领域、社会领域三个层面逐步深入地认识结构。它们的共同点是：（1）各自都有组成部分（2）是有序的搭配和排列,生活中常见的结构都要承受一定力的作用。那么结构与力有什么关系呢？,2 结构与力,桥梁结构受力,通过分析椅子和桥的共同之处：（1）这些结构都具有一定的形状（2）都需要承受外力的作用（3）在一定范围内都具有抵抗其形状和大小改变的能力。,从力学角度来说,结构是指可承受一定力的架构形态,它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。,生活中很多结构在一定外力作用下就会遭到破坏,马上行动,指出下例结构可以抵抗来自外界那些方面
4、的作用力。,建筑物的窗户,餐桌,墙体的正向与侧向压力、风的作用力、自身重力等,桌面物体的压力，自身重力等,箱内物体的重力、挤压力、自身重力等,构件的受力形式,当我们知道了结构与力的关系后，还需要进一步了解作用在结构或构件上的各种力。也就是构件的基本受力形式。,马上行动P005,提问:梁只是由混凝土材料构成的吗?,一般的物体都受到多种力的同时作用,探究活动 要在教室的墙壁上悬挂一盆吊兰，请同学们设计一个悬挂吊兰的支架。,物理学与通用技术研究力的角度不同,物理学往往研究外力,把物体当质点,哪怕是地球,在研究它绕太阳转动时,仍把它当作质点。而技术学则关注一个物体内部受力情况。,在分析结构的构件受力过
5、程中，其侧重点是力引起结构的形变和破坏，物理中力学分析的侧重点是力会改变运动状态。因此，在分析受力情况的过程中，不应只注意静态受力与运动状态，而忽视了结构的形变和破坏。,结构受力分析：,椅子,桥,结构与力,【马上行动】填空：,在上图中，吊兰的支撑架承受，桥墩承受来自桥面、桥上负载的，两端被托住的桥梁受到。,拉力,压力,支撑力,观察右图,说明石磨的推杆为什么要用绳子吊起来。,思考与讨论：,答案：1、抵消推杆自身的重力 2、保持人在推磨过程时推杆始终在平行于地面的平面上运动；3.是一个“圆锥形”轨迹。,探究活动比较不同形状的纸板承受压力的大小,1、哪种情况下纸板的抗压能力最强？,2、还有更好的方案
6、吗？,3.举例说明这一结论在实际应用中有什么意义。4.如果把纸板折成瓦楞状,试验结果会发生什么变化?,3、结构的分类,根据物体结构形态在受力时承受和传递力的方式差别,实体结构,框架结构,壳体结构,结构,实体结构：结构体本身是实心的受力特点：外力分布在整个体积中，如实心墙，大坝。,框架结构：结构体由细长的构件组成的结构受力特点：支撑空间而不充满空间。如铁架塔，建筑用脚手架，厂房的框架。,壳体结构：通常是指层状的结构受力特点：外力作用在结构体的表面上，如摩托车手的头盔，飞机的外壳，贝壳。,壳体结构试验、鸡蛋试验案例.wmv,请区分结构的类型,自行车也是由若干结构组合而成的。其中承重部分是框架结构，
7、挡泥板是壳体结构，脚踏与链轮之间是传动结构（属于机械结构）等。,结构的类型,【马上行动】,支撑空间却不充满空间,结构体的表面,外力分布在整个体积中,结构体的表面,结构体的表面,支撑空间却不充满空间,结构体的表面,结构体的表面,支撑部分空间，分布在部分体积中,练习：当出现交通事故时，摩托车手的头盔是如何避免外力对头骨的撞击的？汽车的安全气囊又是如何保护驾驭员的？,参考：摩托车手头盔的某一部位受到一个大的撞击力，由于头盔的壳体结构，使得所受力迅速分布到其表面，形成整个头盔表面均匀受力，而不是某一点受很大的力当汽车前端发生强烈碰撞时，安全气囊就会瞬间从汽车方向盘内弹出来，垫在方向盘与驾驭者之间，防止
8、驾驭者的头部和胸部撞击到方向盘或仪表板等硬物上。除了驾驭员侧有安全气囊外，有些汽车前排也安装乘客用的安全气囊,课堂练习,一、选择题1、下列关于物体结构类型分类错误的是（）A.栅栏属于框架结构 B.大坝属于框架结构C.乌龟外壳属于壳体结构D.桥墩属于实体结构,2、澳大利亚悉尼歌剧院是悉尼最著名的建筑。它建在海滩上，白色的贝壳般的雕塑体，像漂浮在空中的散开的花瓣，多年来一直令人叹为观止。此建筑的顶部，为比较典型的（）A.实体 B.壳体 C.框架 D.无法判断3、下了物体中，不属于壳体结构的是（）A.鸡蛋 B.油罐 C.自行车 D.摩托车头盔,4、某一结构的受力特点是，外力均匀作用在结构体的表面，这种结构属于（）A.实体结构 B.框架结构C.混合结构 D.壳体结构5、用打气筒给自行车打气时，打气筒活塞杆的受力形式是（）A.始终为拉力 B.始终为压力C.下压时为压力 D.上提时为压力,6.我国道路交通安全法对机动车通行有这样的规定：“摩托车驾驶人及乘坐人员应当按规定带安全头盔。”安全头盔属于什么结构（）A.实体结构 B.壳形结构C.框架结构 D.独立结构,二、案例分析：右图为某工地现场。请分析该工地的脚手架属于什么类型的结构？工地上与此结构相同的还有哪些实例？此结构的特点是什么？,
