通用技術(shù)常見結(jié)構(gòu)認識蘇教版

1、學習目標學習目標 1、了解結(jié)構(gòu)的含義、了解結(jié)構(gòu)的含義 2、從力學的角度理解結(jié)構(gòu)的概、從力學的角度理解結(jié)構(gòu)的概念和一般分類念和一般分類 3、對簡單的結(jié)構(gòu)進行受力分析、對簡單的結(jié)構(gòu)進行受力分析“結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)” 對同學們來說并不陌生。對同學們來說并不陌生。 -原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu) -地質(zhì)結(jié)構(gòu)地質(zhì)結(jié)構(gòu) -社會結(jié)構(gòu)社會結(jié)構(gòu) （一）無處不在的結(jié)構(gòu)（一）無處不在的結(jié)構(gòu) （1）自然界的結(jié)構(gòu)現(xiàn)象自然界的結(jié)構(gòu)現(xiàn)象 世界上的任何事物都存在結(jié)構(gòu)。世界上的任何事物都存在結(jié)構(gòu)。 蜜蜂的蜂窩構(gòu)造非常精巧、適用而且節(jié)省材料。蜜蜂的蜂窩構(gòu)造非常精巧、適用而且節(jié)省材料。蜂房由無數(shù)個大小相同的房孔組成，房孔都是正六角蜂房由無數(shù)個大小相同的

2、房孔組成，房孔都是正六角形，每個房孔都被其它房孔包圍，兩個房孔之間只隔形，每個房孔都被其它房孔包圍，兩個房孔之間只隔著一堵蠟制的墻。令人驚訝的是，房孔的底既不是平著一堵蠟制的墻。令人驚訝的是，房孔的底既不是平的，也不是圓的，而是尖的。這個底是由三個完全相的，也不是圓的，而是尖的。這個底是由三個完全相同的菱形組成。有人測量過菱形的角度，兩個鈍角都同的菱形組成。有人測量過菱形的角度，兩個鈍角都是是109而兩個銳角都是而兩個銳角都是70。令人叫絕的是，世界。令人叫絕的是，世界上所有蜜蜂的蜂窩都是按照這個統(tǒng)一的角度和模式建上所有蜜蜂的蜂窩都是按照這個統(tǒng)一的角度和模式建造的。造的。 蜂房的結(jié)構(gòu)引起了科學

3、家們的極大興趣。經(jīng)過對蜂房的結(jié)構(gòu)引起了科學家們的極大興趣。經(jīng)過對蜂房的深入研究，科學家們驚奇地發(fā)現(xiàn)，相鄰的房孔蜂房的深入研究，科學家們驚奇地發(fā)現(xiàn)，相鄰的房孔共用一堵墻和一個孔底，非常節(jié)省建筑材料；房孔是共用一堵墻和一個孔底，非常節(jié)省建筑材料；房孔是正六邊形，蜜蜂的身體基本上是圓柱形，蜂在房孔內(nèi)正六邊形，蜜蜂的身體基本上是圓柱形，蜂在房孔內(nèi)既不會有多余的空間又不感到擁擠。既不會有多余的空間又不感到擁擠。 人體骨骼利用自然地形結(jié)構(gòu)利用自然地形結(jié)構(gòu) 水坑里竟然設計出這樣一座大酒店水坑里竟然設計出這樣一座大酒店 松江大酒店松江大酒店 這些結(jié)構(gòu)給了人們無限的創(chuàng)造靈感和啟示。通過對自然界中各種結(jié)構(gòu)的分析和

4、研究，人們將其成果應用到技術(shù)領(lǐng)域，服務于人類。 鷹可以在幾千米的高空準確無誤地辨別地面上的鷹可以在幾千米的高空準確無誤地辨別地面上的動物動物,這是因為它的眼部結(jié)構(gòu)比較特殊。人類每只眼睛這是因為它的眼部結(jié)構(gòu)比較特殊。人類每只眼睛的視網(wǎng)膜上都有一個凹槽的視網(wǎng)膜上都有一個凹槽,叫做中央凹。而老鷹眼中的叫做中央凹。而老鷹眼中的中央凹卻有兩個中央凹卻有兩個, 這兩個中央凹的作用不同這兩個中央凹的作用不同, 其中一個其中一個專門用于接收來自鷹頭側(cè)面物體的像專門用于接收來自鷹頭側(cè)面物體的像, 另一個用于接收另一個用于接收來自鷹頭前方物體的像。這樣來自鷹頭前方物體的像。這樣,老鷹的視覺范圍就寬多老鷹的視覺范圍

5、就寬多了了,能兼顧前方和側(cè)面。根據(jù)鷹眼的結(jié)構(gòu)能兼顧前方和側(cè)面。根據(jù)鷹眼的結(jié)構(gòu),人們正在研制人們正在研制“ 鷹眼鷹眼”導彈系統(tǒng)。這種導彈系統(tǒng)能自動尋找、識別導彈系統(tǒng)。這種導彈系統(tǒng)能自動尋找、識別目標并跟蹤攻擊。目標并跟蹤攻擊。 除了根據(jù)鷹眼的結(jié)構(gòu)除了根據(jù)鷹眼的結(jié)構(gòu),人們正在研制人們正在研制“ 鷹眼鷹眼”導彈導彈系統(tǒng)以外，你還受到哪些啟發(fā)？如果在人類的視網(wǎng)膜系統(tǒng)以外，你還受到哪些啟發(fā)？如果在人類的視網(wǎng)膜上象鷹一樣有兩個凹槽，世界將會如何變化？上象鷹一樣有兩個凹槽，世界將會如何變化？ 將來運用技術(shù)手段在人的視網(wǎng)膜造出兩個凹槽將來運用技術(shù)手段在人的視網(wǎng)膜造出兩個凹槽,有有這種可能嗎？這種可能嗎？“鷹眼

6、鷹眼”導彈系統(tǒng)能自動尋找、導彈系統(tǒng)能自動尋找、識別、跟蹤、打擊目標。識別、跟蹤、打擊目標。 金正恩將軍在朝外記者陪同下金正恩將軍在朝外記者陪同下 視察朝鮮航天局時宣布：視察朝鮮航天局時宣布：10 年內(nèi)，要讓朝鮮宇航員登陸年內(nèi)，要讓朝鮮宇航員登陸 太陽！太陽！ 一位美國記者問道，一位美國記者問道，太陽溫度那么高你們怎么登上去呢？頓時全場鴉雀太陽溫度那么高你們怎么登上去呢？頓時全場鴉雀無聲。大家不知道該怎樣回答這個問題。無聲。大家不知道該怎樣回答這個問題。 這時金將這時金將軍緩緩說道，我們天黑去！頓軍緩緩說道，我們天黑去！頓時全場朝鮮人響起雷鳴般的掌時全場朝鮮人響起雷鳴般的掌聲聲 正在看電視直播的

7、奧巴正在看電視直播的奧巴馬，冷笑著對周圍的同僚說：馬，冷笑著對周圍的同僚說：這二貨，天黑了根本沒太陽！這二貨，天黑了根本沒太陽！ 白宮內(nèi)也響起了雷鳴般的掌聲白宮內(nèi)也響起了雷鳴般的掌聲 ！ 我們的生活生產(chǎn)中還有哪我們的生活生產(chǎn)中還有哪些產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)是受到自然界些產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)是受到自然界事物的啟發(fā)而產(chǎn)生的呢？事物的啟發(fā)而產(chǎn)生的呢？ 蒼耳子蒼耳子尼龍塔扣尼龍塔扣 （2）在）在技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)域，產(chǎn)品，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)更是豐富多彩。的結(jié)構(gòu)更是豐富多彩。 （一把錘子、一輛汽車、一座橋、一一把錘子、一輛汽車、一座橋、一幢房子都具有特定的結(jié)構(gòu)）幢房子都具有特定的結(jié)構(gòu)）（3）在）在社會領(lǐng)域社會領(lǐng)域-也普遍存在著結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。

8、也普遍存在著結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。u一篇文章的內(nèi)容結(jié)構(gòu);u一家企業(yè)的人員結(jié)構(gòu)人員結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)： 事物的各個組成部分事物的各個組成部分之間的之間的有序有序搭配搭配和和排列排列。 同樣是六個字- “這個人表現(xiàn)好” “這個人好表現(xiàn)” 一褒一貶； （模型演示） 結(jié)構(gòu)決定著事物存在的性質(zhì)。 -排序不同，結(jié)構(gòu)就不同，性質(zhì)也就不同?？笨舜髽虻奶ㄕn本004頁）1907年，加拿大魁北克大橋的坍塌，被列為20世紀十大技術(shù)失誤之一。 魁北克大橋為什么會魁北克大橋為什么會坍塌？坍塌？美國明尼蘇達州一座跨越密西西比河的公路橋美國明尼蘇達州一座跨越密西西比河的公路橋078傍晚發(fā)生坍塌傍晚發(fā)生坍塌 07.8.13湖南湘西自治州鳳凰

9、縣境內(nèi)鳳大公路湖南湘西自治州鳳凰縣境內(nèi)鳳大公路(湖南湖南鳳凰至貴州銅仁大興機場鳳凰至貴州銅仁大興機場)堤溪段大橋突然垮塌堤溪段大橋突然垮塌 在技術(shù)領(lǐng)域， 結(jié)構(gòu)方面的一個小問題，也許就會導致重大事故的發(fā)生。 因此，合理的結(jié)構(gòu)是事物存在的基礎(chǔ)，卓越的結(jié)構(gòu)是設計者和制造者的重要追求。 （二）結(jié)構(gòu)與力（二）結(jié)構(gòu)與力 從力學角度來說，結(jié)構(gòu)是指可承受一定力的架構(gòu)形態(tài)，它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。 一個較復雜的結(jié)構(gòu)由許多不同的部分組成，這種組成部分通常稱為構(gòu)件。自行車的車輪由輻條、輪胎、車圈、氣門等構(gòu)件組成。 除了壓力，構(gòu)件還會受到哪些力的作用？ 當自行車載重過多時，車胎容易爆裂。從力學上來說，車胎

10、爆裂的原因是車胎這個構(gòu)件所受壓力過大?；臼芰π问剑夯臼芰π问剑?拉力拉力 壓力壓力 剪切力剪切力 扭轉(zhuǎn)力扭轉(zhuǎn)力 彎曲力彎曲力（模型演示） 分析結(jié)構(gòu)的受力情況時，首先要清楚組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件受到那些力的作用，其次看構(gòu)件在這些力的作用下，能否安全、可靠地工作，也就是對構(gòu)件進行承載能力分析。橋墩受到哪些力的作用？自身重力負載的壓力大風的作用力水的作用力 不是省力是保持平衡和穩(wěn)定控制用的不是省力是保持平衡和穩(wěn)定控制用的,實際是一費實際是一費力裝置。力裝置。 也就是說也就是說,有了這條繩子有了這條繩子,在推的時候不用考慮用力在推的時候不用考慮用力的方向一直保持和阻力一致的同時還要抵抗推桿向下掉的方向一直

11、保持和阻力一致的同時還要抵抗推桿向下掉的力的力,但也就在同時但也就在同時,因為多了一個分力因為多了一個分力,所以實際使用的所以實際使用的推力略大于阻力推力略大于阻力,但是如果不用這繩子的話人會感覺更但是如果不用這繩子的話人會感覺更吃力的原因并不是阻里的原因而是需要控制平衡所感覺吃力的原因并不是阻里的原因而是需要控制平衡所感覺的的“力使不上勁力使不上勁”的感覺，所以寧愿多費點力氣也要加的感覺，所以寧愿多費點力氣也要加上控制平衡的東西（實際上繩子被拉直時人里在往下壓上控制平衡的東西（實際上繩子被拉直時人里在往下壓推桿），其中的平衡力由繩子的拉力反作用給它提供。推桿），其中的平衡力由繩子的拉力反作用

12、給它提供。這樣一來人的感覺控制起來就簡單很多所以就感覺不費這樣一來人的感覺控制起來就簡單很多所以就感覺不費力了（應該用吃力合適點）。力了（應該用吃力合適點）。 為何石磨的推桿上要用一根繩子吊起來呢？為何石磨的推桿上要用一根繩子吊起來呢？ 有人說這是杠桿原理在生活中的應用，它可以省有人說這是杠桿原理在生活中的應用，它可以省力如何省力呀？力如何省力呀？ 觀察右圖觀察右圖,說說明石磨的推明石磨的推桿為什么要桿為什么要用一根繩子用一根繩子吊起來。吊起來。 探究：探究：它不是省力是保持平衡和穩(wěn)定控制用的,實際是一費力裝置, 也就是說,有了這條繩子,在推的時候不用考慮用力的方向一直保持和阻力一致的，同時還

13、要抵抗推桿向下掉的力。 因為多了一個分力,所以實際使用的推力略大于阻力。但是如果不用這繩子的話，人會感覺更吃力的原因并不是阻力的原因，而是需要控制平衡所感覺到的“力使不上勁”的感覺，所以寧愿多費點力氣也要加上控制平衡的東西（實際上繩子被拉直時人力在往下壓推桿），其中的平衡力由繩子的拉力反作用給它提供。這樣一來人控制起來就感覺不吃力了。 小試驗：小試驗：材料：兩張同大的紙張材料：兩張同大的紙張操作：把紙折成不同結(jié)構(gòu)操作：把紙折成不同結(jié)構(gòu)驗證：承受的外力是否一樣驗證：承受的外力是否一樣（課本009頁）試驗過程 將書本疊加在一起，擺成兩摞，放一張紙板在上面，在紙板上加負載，觀察紙板變形前所能承受的負

14、載； 將紙板彎成拱形，放在兩摞書中間，加負載，觀察紙板變形前所能承受的負載； 將紙板彎成跨度更小的拱形，放在兩摞書中間，加負載，觀察紙板變形前所能承受的負載；試驗總結(jié) 1、那種情況下紙板的抗壓能力最強？ 2、此結(jié)論在實際應用中有什么意義？ 3、如果把紙板折成瓦楞狀，試驗結(jié)果有何變化？ 材料不變，形狀改變了，結(jié)構(gòu)所能承受的壓力也隨之改變。3 3 結(jié)構(gòu)的類型結(jié)構(gòu)的類型（三）結(jié)構(gòu)的類型 根據(jù)物體的結(jié)構(gòu)形態(tài)，通常將結(jié)構(gòu)分為三種基本類型： 實體結(jié)構(gòu)實體結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu) 殼體結(jié)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu)實體結(jié)構(gòu)實體結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)體本身是實心的結(jié)構(gòu)，外力分布在整個體積中；受力情況：受力情況：力承受在物體的外表，如力承受在物體的外表，如大壩、實心墻、實體大壩、實心墻、實體物物2 框架結(jié)構(gòu)受力情況：空間框架受力情況：空間框架體。如鐵塔架，腳手體。如鐵塔架，