探究結(jié)構(gòu)2022 全國一等獎(jiǎng)

探究結(jié)構(gòu)2、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性3、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度1、結(jié)構(gòu)的類型一、常見結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)及欣賞1.從力學(xué)角度來說，結(jié)構(gòu)是指可以承受一定力的架構(gòu)形態(tài)，可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。2.結(jié)構(gòu)的基本類型：實(shí)體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)和殼體結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)。3.構(gòu)件的基本受力形式主要有拉力、壓力、剪切力、扭轉(zhuǎn)力和彎曲力(效果力)。4.賞析經(jīng)典結(jié)構(gòu)一般從技術(shù)和文化兩個(gè)角度來進(jìn)行。[案例分析]：

頭盔，汽車飛機(jī)外殼、飲水杯、文具盒、裝甲車、油罐、雞蛋、核桃、瓜子、西瓜、鍋碗瓢盆……等。中國國家大劇院帳篷燈泡雞蛋承載實(shí)驗(yàn)

想一想：為什么雞蛋能夠承受如此大的壓力？實(shí)體結(jié)構(gòu)概念：指結(jié)構(gòu)體本身是實(shí)心的結(jié)構(gòu)。受力特點(diǎn)：外力分布在整個(gè)體積中。案例：實(shí)心墻、冰山、大壩等?？蚣芙Y(jié)構(gòu)概念：指結(jié)構(gòu)體由細(xì)長的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)。受力特點(diǎn)：既能承受豎向重力荷載，也能承受水平方向的荷載。案例：柵欄、建筑用的腳手架、自行車架等。殼體結(jié)構(gòu)概念：指層狀的結(jié)構(gòu)。受力特點(diǎn)：外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面上。案例：飛機(jī)外殼、水立方、安全帽、貝殼、雞蛋、西瓜等。1、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性含義：結(jié)構(gòu)在荷載作用下維持其原有平衡形式的能力。一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素P12:重心位置的高低結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面的大小結(jié)構(gòu)的形狀。一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性利用不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)某些功能。3、生活中不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的運(yùn)用一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性受拉

受力特點(diǎn)：構(gòu)件承受拉拽力。案例：①用繩子綁著桶在井中打水時(shí)，繩子受拉；②蕩秋千時(shí)，吊索受拉。受壓

受力特點(diǎn)：構(gòu)件承受使之被擠壓的力。案例：①造房子打地基時(shí)，地樁受壓；②橋梁的橋墩受壓。(2)構(gòu)件的基本受力形式生產(chǎn)生活中常見的結(jié)構(gòu)都能抵抗來自外界的各種作用力和自身重力。根據(jù)構(gòu)件的受力和變形的形式，我們可以將構(gòu)件受力分為：受拉、受壓、受剪切、受扭轉(zhuǎn)和受彎曲這五種基本形式。受彎曲

受力特點(diǎn)：構(gòu)件承受使之產(chǎn)生彎曲的力。案例：體操運(yùn)動(dòng)員在做引體向上時(shí)，橫桿受彎曲。受剪切

受力特點(diǎn)：構(gòu)件承受兩個(gè)距離很近、大小相等、方向相反、且作用于同一物體上的平行力。案例：①用剪刀剪紙時(shí)，紙受剪切；②理發(fā)師剪頭發(fā)時(shí)，頭發(fā)受剪切。受扭轉(zhuǎn)

受力特點(diǎn)：構(gòu)件兩端承受方向相反的均勻的力，使它發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變。案例：①拿鑰匙旋轉(zhuǎn)開門時(shí)，鑰匙受扭轉(zhuǎn)；②汽車方向盤的軸受扭轉(zhuǎn)。二、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度（一）基本概念一個(gè)較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)由許多不同的部分組成，這些組成部分通常稱為構(gòu)件。1、內(nèi)力：構(gòu)件在外力作用下會(huì)變形，同時(shí)構(gòu)件內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用力發(fā)生了改變，這種作用力的改變稱作內(nèi)力。一般來說，外力越大，則構(gòu)件的內(nèi)力越大。當(dāng)內(nèi)力達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，構(gòu)件就會(huì)被破壞。

2、應(yīng)力：構(gòu)件單位截面面積上所受的內(nèi)力。

σ=N/Aσ——應(yīng)力，N——內(nèi)力，A——截面面積3、強(qiáng)度：構(gòu)件和材料抵抗破壞的能力。(3)構(gòu)件一個(gè)較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)由許多不同的部分組成，這些組成部分通常稱為構(gòu)件。2．結(jié)構(gòu)的受力(1)內(nèi)力與應(yīng)力①當(dāng)構(gòu)件受到外力作用時(shí)，內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用會(huì)發(fā)生改變，產(chǎn)生一種抵抗外力與形變的力，稱為內(nèi)力。內(nèi)力反映了材料抵抗外力破壞的能力。②應(yīng)力是指構(gòu)件單位橫截面積上所產(chǎn)生的內(nèi)力。

(2)構(gòu)件的基本受力形式生產(chǎn)生活中常見的結(jié)構(gòu)都能抵抗來自外界的各種作用力和自身重力。根據(jù)構(gòu)件的受力和變形的形式，我們可以將構(gòu)件受力分為：受拉、受壓、受剪切、受扭轉(zhuǎn)和受彎曲這五種基本形式。（二）影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的幾個(gè)主要因素結(jié)構(gòu)的形狀使用的材料構(gòu)件之間的連接方式結(jié)構(gòu)外部形狀結(jié)構(gòu)的橫截面形狀鉸連接剛連接1、使用的材料①結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與材料有關(guān)紙杯鋼杯塑料杯（二）影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的幾個(gè)主要因素2、結(jié)構(gòu)的形狀:

注意：結(jié)構(gòu)形狀對(duì)強(qiáng)度的影響有兩點(diǎn)，一是結(jié)構(gòu)的外部形狀，二是結(jié)構(gòu)的橫截面形狀。三角形結(jié)構(gòu)結(jié)實(shí)、穩(wěn)定，所用材料最少。A字形梯不采用鋁合金薄片，而采用長方形截面的構(gòu)件。說明構(gòu)件截面的形狀影響著結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。（二）影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的幾個(gè)主要因素

相同材料，相同截面積，不同截面形狀的構(gòu)件強(qiáng)度不同。（二）影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的幾個(gè)主要因素鉸連接：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對(duì)移動(dòng)，但可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。具體有松螺栓、松鉚等。剛連接：被連接的構(gòu)件在連接處既不能相對(duì)移動(dòng)，也不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。具體有榫接、膠接、焊接、鉚接、螺接等。

結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接通常有以下兩類：

3、構(gòu)件之間的連接方式：（二）影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的幾個(gè)主要因素鉸接傘骨間的連接鉸連接：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對(duì)移動(dòng)，但可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)構(gòu)的變化可能導(dǎo)致功能的變化三、結(jié)構(gòu)與功能

【小結(jié)】

1、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性：結(jié)構(gòu)在荷載作用下維持其原有平衡形式的能力。影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素：（1）結(jié)構(gòu)的支撐面積（支撐面積越大，越穩(wěn)定）（2）結(jié)構(gòu)的重心（重心越低越穩(wěn)定，重心所在點(diǎn)的垂線落在結(jié)構(gòu)支撐面內(nèi)）（3）結(jié)構(gòu)的形狀（三角形的穩(wěn)定性）2、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度：構(gòu)件和材料抵抗破壞的能力。

【小結(jié)】

（2）結(jié)構(gòu)的形狀影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的因素：（1）使用的材料（3）構(gòu)件之間的連接方式結(jié)構(gòu)外部形狀結(jié)構(gòu)的橫截面形狀鉸連接剛連接

【小結(jié)】

3、強(qiáng)度與穩(wěn)定性的聯(lián)系與區(qū)別：穩(wěn)定性是研究物體的保持平衡狀態(tài)的能力，強(qiáng)度是研究不被外力破壞的能力。4、應(yīng)力和強(qiáng)度的關(guān)系：用應(yīng)力來衡量強(qiáng)度。應(yīng)力小，變形就小，抗變形能力就大。5、內(nèi)力：構(gòu)件在外力作用下會(huì)變形，同時(shí)構(gòu)件內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用力發(fā)生了改變，這種作用力的改變稱作內(nèi)力。

6、應(yīng)力：構(gòu)件單位截面面積上所受的內(nèi)力。

σ=N/Aσ——應(yīng)力，N——內(nèi)力，A——橫截面積提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和強(qiáng)度的常見措施：結(jié)構(gòu)的性質(zhì)影響因素實(shí)戰(zhàn)穩(wěn)定性重心加重底座，外殼輕便支撐面支撐腳伸展、外張形狀桁架結(jié)構(gòu)，三角形強(qiáng)度材料混凝土抗壓性能好，鋼筋抗拉性能好；形狀整體：三角形、拱形等；截面：工字形、井字形等。連接方式鉸連接；剛連接一、常見結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)及欣賞1.從力學(xué)角度來說，結(jié)構(gòu)是指可以承受一定力的架構(gòu)形態(tài)，可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。2.構(gòu)件的基本受力形式主要有拉力、壓力、剪切力、扭轉(zhuǎn)力和彎曲力(效果力)。3.結(jié)構(gòu)的基本類型：實(shí)體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)和殼體結(jié)構(gòu)。4.賞析經(jīng)典結(jié)構(gòu)一般從技術(shù)和文化兩個(gè)角度來進(jìn)行?！纠?】

(2016·3月浙江省學(xué)考)如圖所示是一款千斤頂，其工作原理是：轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿，改變支撐桿間的角度實(shí)現(xiàn)升降。下列關(guān)于千斤頂結(jié)構(gòu)的說法中，錯(cuò)誤的是(

)A.支撐桿用鋼板制作成“U型”，既保證強(qiáng)度又減輕質(zhì)量B.通過絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)千斤頂?shù)纳礐.蝶型底座，既適用于不同地面，又有較大的支撐面積D.支撐桿之間采用鉸連接，主要是為了便于折疊收納解析支撐桿之間采用鉸連接，主要是為了能夠升降。答案DA.工作臺(tái)升高前，支撐腳伸展后放下B.工作臺(tái)升降時(shí)，兩升降臂協(xié)同調(diào)整，保證重心落在支撐面內(nèi)C.移動(dòng)時(shí)，兩升降臂放下D.移動(dòng)時(shí)，支撐腳收起解析影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素主要有三方面，其中A項(xiàng)利用了增加支撐面的面積增加穩(wěn)定性；B項(xiàng)利用重心的垂足在支撐面內(nèi)增加穩(wěn)定性；C項(xiàng)降低重心增加穩(wěn)定性；D項(xiàng)減小了支撐面不利于穩(wěn)定性。答案D【例4】

如圖所示為移動(dòng)式升降機(jī)，以下操作中，不以提高穩(wěn)定性為目的的是(

)1.天安門(如圖所示)是中國象征性的建筑物，造型威嚴(yán)莊重，氣勢(shì)宏大，雄偉壯麗，是中國古代城門中杰出的代表作，下列敘述中不屬于結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)的是()A．城樓上所掛的毛主席畫像和兩側(cè)的巨幅標(biāo)語，給古老的天安門賦予了時(shí)代的意義B．城樓建立在巨型條石砌成的須彌座式城臺(tái)上，造型莊重渾厚，宏偉典雅C．朱墻黃琉璃瓦頂，天花、斗拱、梁枋等繪滿了金龍和璽彩畫，金碧輝煌D．城樓為木結(jié)構(gòu)建筑，60根紅漆木柱支撐著重檐歇山式屋頂，雄偉壯觀A例179[2017瑞安聯(lián)考]