常见结构的认识
陕西省城固县第一中学高中通用技术《常见结构的认识》课件
框架结构
书桌椅
书柜
壳体结构
壳体结构通常是指层状的结构。其受力 特点是，外力作用在结构体的表面上，如头 盔、汽车飞机的外壳、贝壳等等。
壳体结构
中国国家大剧院
悉尼歌剧院
壳体结构
灯泡
安全帽
想一想：为什么鸡蛋能够承受如此 大的压力？
鸡 蛋 承 载 实 验
组合结构：在生产和生活实际中，很多 物体的结构是由两种或两种以上的基本结 构类型组合而成的。 想一想：学校体育馆都由那些基本结构组 成？
B.构件承受两个矩离很近、大 小相等、方向相反的平行力
C.构件承受使之被挤压的力 D.构件承受拉拽力
4.受扭转
5.受弯曲
E.构件两端承受方向相反的均 匀的力，使它发生扭转形变
3 .结构的类型
结构分类多种多样，从力学架构与形 态方面考虑，有以下几种类型
实体结构
框架结构 壳体结构 组合结构
实体结构 通常是指结构体本身是实心的结构
案例1
各种各样的结构——自然界 案例2
鹰眼与导弹跟踪系统
各种各样的结构——技术领域
各种各样的结Байду номын сангаас——技术领域
悉尼歌剧院 罗浮宫
金字塔
故宫
布达拉宫
赵州桥
各种各样的结构——社会领域
人 员 的 学 历 结 构
各种各样的结构——社会领域
人 员 的 职 称 结 构
2.结构与力
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。 每个物体都有它的特定的架构形态，这种架 构形态体现着它的结构。 一个较复杂的结构由许多不同的部分组成， 这些组成部分通常称为构件。
雪 花
常见结构的认识通用技术
1 、无处不在的结构
自然界： 技术领域: 社会领域:
• 结构(structure) 是指事物的各个组成部分
之间的有序搭配和排列。
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。
自然界形形色色的结构给 了人们无穷的创造灵感和启示。
• 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
【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
2 结构与力
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？
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。
2、还有更好的方 案吗？
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
常见结构的认识
一常见结构的认识学习目标节次考试内容考核要求考试属性常见结构的认识①结构的概念必考a②结构的受力 b一、结构的定义1．(广义)结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
世界上任何事物(包括自然界、技术领域和社会领域)都存在结构，结构多种多样且决定着事物存在的性质。
2．合理的结构是事物存在的基础。
二、结构与力1．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。
一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这些组成部分通常称为构件。
2．生产生活中，一个设计合理的结构应该能承受来自外界的各种作用力，抵抗各种变形。
根据构件的受力和变形的形式，我们可以将构件受力分为以下五种基本形式。
构件的受力形式构件受力图特点受拉构件承受拉拽力受压构件承受使之被挤压的力受扭转构件两端承受方向相反的均匀的力，使它发生扭转形变受弯曲构件承受使之产生弯曲的力受剪切构件承受两个距离很近、大小相等、方向相反的平行力三、结构的类型结构的分类多种多样，从力学架构与形态方面考虑，通常可以分为三种基本类型。
结构类型受力特点实体结构外力分布在整个体积中框架结构既能承受竖向重力荷载，也能承受水平方向的荷载壳体结构外力作用在结构体的表面上例1如图1所示是一款全球最大飞机，以下不属于其构件的是()图1A．引擎B．机翼C．发动机D．滑道答案 D解析本题主要考查结构及构件的概念。
滑道不属于飞机的组成部分。
例2(2017·浙江11月学考)如图2所示是一种手动压力机。
在力F的作用下，手柄通过连杆1、摇杆、连杆2带动压杆向下运动，将工件压紧。
连杆1、摇杆、连杆2的主要受力形式是()图2A．连杆1受拉、摇杆受弯曲、连杆2受压B．连杆1受压、摇杆受扭转、连杆2受拉C．连杆1受拉、摇杆受弯曲、连杆2受拉D．连杆1受压、摇杆受扭转、连杆2受压答案 A解析本题中，手柄受向下的力F，连杆1受拉，连杆2受压，摇杆受弯曲。
例3下列学习、教学用品中的结构类型，有别于其他三项的是()答案 D解析本题考查结构的类型。
常见结构的认识
• 物理学与通用技术研究力的角 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, 度不同,物理学往往研究外力, 把物体当质点 哪怕是地球, 质点, 把物体当质点,哪怕是地球,在 研究它绕太阳转动时, 研究它绕太阳转动时,仍把它 当作质点。 当作质点。 技术学则关注一个物体内部 • 而技术学则关注一个物体内部 则关注一个物体 受力情况。 受力情况。 情况
３.结构的类型
• 实体结构、框架结构、壳体结构 • 实体结构：结构体本身是实心的，它的受力特点是： 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。受力特点是：外 力作用在结构体的表面上，如摩托车手的头盔，飞 语文科的小说、诗词等， 语文科的小说、诗词等，人 员结构、 员结构、计算机方面的数据 结构等…… 结构等
结构与力
• 从力学角度来说, 结构是指可 从力学角度来说, 结构是指可 承受一定力的架构形态 架构形态, 承受一定力的架构形态, 它可 抵抗能引起形状和大小改变 以抵抗能引起形状和大小改变 的力。 的力。 • 每个物体都有它的特定的架构 每个物体都有它的特定的架构 形态， 形态，这种架构形态体现着它 的结构。 的结构。
案例分析
•苍耳子与尼龙搭扣 苍耳子与尼龙搭扣 •鸟与飞机 鸟与飞机 •鹰眼与导弹跟踪系 鹰眼与导弹跟踪系 统
希腊帕特农神庙（又称雅典娜神庙）
【思考】 思考】
1、为什么要研究结构？ 、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 、 自然界事物结构的启发而产生的？ 自然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 、我们人类好多地方不如动物， 一样在空中自由飞翔， 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， 中欢快游荡，奔跑速度不如狗，打斗力气 不如虎。 不如虎。人类凭什么能成为动物界的统治 者呢? 者呢
1 常见结构的认识
今年湖南郴州50年来大雪灾，三位电力工 人在进行抢修的时候因输电铁塔倒塌，牺牲了 自己年轻的生命··· ···
2 结构与力
从力学的角度来说，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。 一个复杂的结构由许多不同的部分组成,这些组成 部分通常称构件。例如自行车的车轮，它是由辐条（钢 条）、轮胎 、车圈、气门等构件组成的。 当我们给自行车轮胎打气，气压过大时，它的内胎 就会爆炸！为什么呢？ F σ＝ S F是内力，Ｓ是受力面积，σ是 应力。 内力是结构受到外力时内部 产生一种抵抗力，应力是构件的单 桥梁极 位横截面上产生的内力。
扭转力
弯曲力
３ 结构的类型
实体结构：结构体本身是实心的，它的受力特点是： 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。受力特点是：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。
教材P003
苍耳子 与尼龙搭扣
鸟与飞机
鹰眼与导 弹跟踪系统
思考:人类是如何通过对自然界中结构的分析和研究, 将其成果应用到技术领域,从而更好地服务于人类?
P004阅读 魁北克大桥的坍塌
分析大桥坍塌的原因是什么？ 设计师擅自改变桥的结构。 为什么改变桥的结构会造成塌陷呢？
因为，不合理的结构会使结构或材料所受到的 外力超过其承受的极限。 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重大事故的发生。
在下列图中，你看到了哪些类型的结构？
本课小结
1 结构的含义：结构是指事物的各组成部分之间的有序 搭配和排列。结构可以抵抗能引起形状和大小变化的力。
结构与设计常见结构的认识
结构与设计常见结构的认识第⼀单元《结构与设计》第⼀节---常见结构的认识第⼀单元结构与设计第⼀节常见结构的认识⼀、教学内容分析：本课时是《技术与设计2》第⼀单元“结构与设计”的第⼀节“常见结构的认识”的第⼀课时。
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。
本课时要通过展⽰⾃然界中形形⾊⾊的结构图以及对这些结构分析和研究,使学⽣明⽩“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列”。
要让学⽣知道为什么要学习“结构与设计”，⾃然界中形形⾊⾊的结构给了⼈们⽆限的创造灵感和启⽰。
⼈们将其成果应⽤到技术领域, 是为了更好地服务于⼈类。
本课时还要讲解构件的基本受⼒形式：拉⼒、压⼒、剪切⼒、扭转⼒和弯曲⼒，讲解应⼒概念。
当⼀个结构受到外⼒作⽤时,内部各质点之间的相互作⽤会发⽣改变,产⽣⼀种抵抗的⼒,称为内⼒。
应⼒从认识常见的结构开始,通过学⽣熟悉的事例,展开技术视野中的⼒与结构讨论, 通过有趣的⼩试验, 强化对不同类型结构的特点的理解。
课时安排：2课时。
⼆、教学对象分析：学⽣对结构虽有⼀定的了解。
对结构的功能和分类也有⼀定的基础。
但较为零散，模糊。
另外，学⽣在物理课中已学习了有关⼒学的知识，对物体的受⼒分析有⽐较好的基础。
但是由于受⼒分析是物理课教学中的难点，多数学⽣在受⼒分析中还是有困难的，所以在教学中还要利⽤模型演⽰形变的情况，分析说明拉⼒、压⼒、剪切⼒、扭转⼒和弯曲⼒等。
三、⽬标：1.知识与技能：（⼀）了解结构的含义。
（⼆）能从⼒学的⾓度理解结构的概念和⼀般分类。
（三）能结合1~2种简单的结构案例，分析结构是如何承受⼒的。
2.过程与⽅法：阅读理解、案例分析、交流讨论、多媒体展⽰、师⽣互动。
3.情感态度价值观：能认识到⼒对结构会产⽣重要影响，合理的受⼒是结构存在的重要条件。
四、教学重难点：1.教学重点：掌握结构与⼒。
2.教学难点：理解应⼒与内⼒的概念，学会从技术的⾓度分析事物的受⼒。
五、教学概述：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。
常见结构的认识通用技术
常见结构的认识通用技术结构是我们在生活中经常遇到的一个概念，无论是建筑物、桥梁、机械设备还是电子产品，都离不开结构的存在。
结构是指由一个或多个部分组成的系统，这些部分之间存在着相互关系和相互作用。
通用技术是指在不同领域中都可以应用的技术，它是多个学科交叉融合的结果。
在本文中，我们将介绍几种常见的结构以及它们的通用技术。
1.桁架结构桁架结构是一种由直线段和节点组成的三角形结构。
这种结构的特点是强度高、刚性好、重量轻。
它广泛应用于建筑物、桥梁、航空航天等领域。
在建筑物中，桁架结构可以用于支撑屋顶或平面结构，使其能够承受更大的荷载。
在桥梁中，桁架结构可以通过梁和柱的组合来支撑桥面，提供足够的强度和刚性。
在航空航天领域，桁架结构可以用于制造飞机机身、翼梁等部件，以提高机身的强度和刚性。
2.悬索结构悬索结构是一种以悬挂索为主要承力构件的结构。
这种结构的特点是简洁、大跨度、透明度高。
它广泛应用于桥梁、大型体育场馆、展览馆等领域。
在桥梁中，悬索结构可以通过悬挂索和桥塔的组合来支撑桥面，具有较高的刚度和承载能力。
在大型体育场馆和展览馆中，悬索结构可以用于支撑屋顶，使其能够承受更大的荷载，并提供更好的视野。
3.空间网壳结构空间网壳结构是一种由三角形网格平面组成的空间结构。
这种结构的特点是刚度大、自重轻、适应性好。
它广泛应用于体育场馆、展览馆、空间舱等领域。
在体育场馆和展览馆中，空间网壳结构可以通过三角形网格平面的组合来构成屋顶结构，具有较高的抗风能力和抗震能力。
在空间舱中，空间网壳结构可以用于制造舱体结构，提供足够的强度和刚性。
4.隧道结构隧道结构是一种用于地下交通的结构。
这种结构的特点是抗压能力强、安全性高、施工难度大。
它广泛应用于高速公路、地铁、铁路等领域。
在高速公路和铁路中，隧道结构可以通过挖掘地下通道或隧道的方式来实现交通流动。
在地铁中，隧道结构可以用于建造地下通道或隧道，以提供交通运输条件。
这些常见的结构都具有一定的通用技术。
1.1常见结构的认识
结构影响事物的性质和功能，结构方面存在的一 个小问题可能导致重大事故的发生。
位于加拿大的圣劳伦斯河 之上的Quebec Bridge作为 当时世界上最长跨度的钢 悬臂桥，库帕把大桥的主 跨由490米延伸至550米， 以此节省建造桥墩基础的 成本。然而就在这座桥即 将竣工之际，悲剧发生了。 1907年8月29日，大桥杆件 发生失稳，突然倒塌， 19000吨钢材和86名建桥工 人落入水中，只有11人生 还。
第一章 结构及其设计 第一节 常见结构的认识
学习目标
通过技术体验和案例分析，归纳并解释结 构的含义，感受结构的丰富性及其魅力。
通过技术探究活动，能从力学角度解释结 构对技术产品及其功能实现的独特价值。
能通过案例说明合理结构的重要性，树立 技术规范意识和责任意识。能进行简单结 构的受力分析，并辨析结构的一般分类。
案例分析
结构方面存在的一个 小缺陷就可能导致重 大事故的发生。
思考： 从该案例能获得哪些
启示？你还知道哪些 由于结构方面存在问 题而导致事故发生的 案例？
任务二 认识结构的受力
结构与力
一个复杂的结构由许多不同的部分组成，结构的各个 组成部分通常称为构件。
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。合理的结构 可以承受外界的各种作用力，抵抗各种变形。
结构是指事物的各个组成部分之间的有序 搭配和排列。
技术体验
让木条“动起来” 问题分析：要设计一个能动的木质结构，首先要考
虑的就是我们要用这个结构做什么，什么样的结构 可以动起；其次就是在哪里设计连接，用什么形式 的连接等问题。
讨论： 1.方案1和方案2制作的结构都可以让木条动起来，请比较和分
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• 框架结构：细长的构件
受力特点：支撑空间而不充满空间 ，既能承受竖向重力荷载，也能承受水 平方向的荷载。 如铁架塔，建筑用脚手架，厂房的框架。
• 框架结构
大 连 电 视 塔 （ 框 架 结 构 ）
受蜂巢的启示设计出了种种轻质高强的泡沫蜂窝结构
大自然是最完 美的设计师
蜘蛛也是自然界中 出色的建筑师。它的蛛 网织得何等巧妙。有的 学者发现，蜘蛛能根据 地形地物“精确的计算” 出织多大的网，然后 “提出”最省料而能达 到最大面积的“方案”， 迅速而准确地织出蛛网。 蛛网是自然界中独一无 二的悬索结构。当代的 悬索结构则是模拟蛛网 的一大成就。
• 启示：结构影响设计的性质和功能，结 构方面存在的小问题也许就会导致重大 事故的发生。因此，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。
二 、
结构与力
从力学的角度来说，结构是指可 承受一定力的架构形态，它可以抵 抗能引起形态和大小改变的力。
拔河！
受拉：构件所承受的拉拽力。
这个人表现好。 这个人好表现。
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
一、 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。 世界上任何事物都存在着结构，结构 多种多样决定着事物存在的性质。
蜂 窝
蜘蛛网
人体骨骼
无处不在的结构
（2）自然界中结构的应用
• 13．如图所示是冲眼操作示意图。在冲眼 操作过程中，样冲、锤柄及锤头的主要受 力形式是 A．样冲受压、锤柄受拉、锤头受压 B．样冲受压、锤柄受弯曲、锤头受压 C．样冲受弯曲、锤柄受扭转、锤头受剪切 D．样冲受拉、锤柄受压、锤头受扭转
B
三.结构 的类型
灯泡为何能承受如此大的力?
3
结构的类型
实体结构：实心结构
人们从蝙蝠利用超声
波判断物体的能力，研制 了雷达。
魁北克大桥
这座大桥本该是美国著名 设计师特奥多罗.库帕的一个真 正有价值的不朽杰作。库帕曾 称他的设计是“最佳、最省 的”。 库帕自我陶醉于他的设计， 而忘乎所以地把大桥的长度由 原来的500米加到600米，以成 为当时世界上最长的桥。 正当投资修建这座大桥的人士开始考虑如何为大桥剪彩时， 人们忽然听到一阵震耳欲聋的巨响--大桥的整个金属结构垮了： 19000吨钢材和86名建桥工人落入水中，只有11人生还。 由于库帕的过份自信而忽略了对桥梁重量的精确计算，导致 了一场悲剧。
案例1
应用
.用于不闻香臭、时流浊涕，鼻渊头痛，外感 风寒，恶寒无汗，风寒头痛。本品温和疏达，味辛 散风，苦燥湿浊，通窍止痛，常配伍辛夷、白芷、 薄荷同用，即苍耳子散。
鹰眼
与导弹跟踪系统
蜜蜂巢：一种平放着的六
棱柱形房间，每个房间的体积
都是0.25立方厘米，显的格外 整齐、经济、美观。房间的正 面是平整的六角形进出口，背 面是锐角为72º 32´的凌锥，六 面墙壁同时又是相邻的六个房 间的墙壁……它用最少的建筑 材料，造出了容积最大的房间， 而且保证建筑结构的安全和稳 定，是一种轻质高强的结构。
物体结构 栅栏 实体 框架 壳体 组合
√ √
圆形陶瓷装饰品
冰山 建筑的穹顶 钢化玻璃锅盖 竹排 汽车外壳 人的头盖骨
√ √ √
√ √ √ √
古罗马斗兽场
总结
• 一、常见的结构 • 无处不在的结构：定义，自然界结构的 作用 • 结构与力：定义，构件，四种外力 • 结构的类型：四种结构
苍耳子与尼龙搭扣
植物形态 一年生草本，三角状卵形，先端锐尖， 基部心形。边缘有缺刻或3～5浅裂，有不规则粗锯 齿，两面有粗毛；头状花序顶生或腋生，雌雄同株， 雄花序在上，球形，花冠筒状，5齿裂；雌花序在下， 卵圆形，外面有钩刺和短毛。花期7～10月，果期 8～11月。 生于荒地、山坡等干燥向阳处。分布于全国各地。
趁热打铁！
受压：构件承受使之被挤 压的力。
修理草坪！
剪刀、钢丝钳
两个距离很近，大小 相等，方向相反，且作用于同一物体 上的平行的力。
受剪 切 ：
拧干衣服！
拧瓶盖
麻花条
受扭转：构件两端承受方向相反的
均匀的力，使它发生扭转形变
钓 鱼！
受弯曲：构件承受使之产生
弯曲的力
12、小军打羽毛球挥拍时金属杆受 到的力主要是 A、弯曲力（弯矩） B、压力 C、 拉力 D、扭转力（扭矩） A• 壳体结构：层状结构
受力特点：外力作用在结构体 的表面上 壳体结构是用薄壁壳状构件来 替代空间框架而形成的一种空间结 构。由于它可以将作用在其上的集 中横向载荷分散为沿壳体的压力。 因此在场馆建设中用得很多。 案例分析：头盔，汽车外壳等
（壳体结构）
组合结构
圣彼得大教堂
练习：分析物体结构的类型