常见结构的认识-通用

第一单元第一单元 结构与设计结构与设计一一 、常见结构的认识、常见结构的认识“结构结构”对同学们来说并不陌生。对同学们来说并不陌生。-原子结构原子结构 -地质结构地质结构 -社会结构社会结构。（一）无处不在的结构（一）无处不在的结构（1）自然界的结构现象图片欣赏图片欣赏1 1概念：概念：世界上任何事物都存在结构世界上任何事物都存在结构,结构多种多样且结构多种多样且决定着事物存在的性质。决定着事物存在的性质。结构（structure)：是指事物的各个组成部是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。分之间的有序搭配和排列。在自然界，各种事物都有它特定的结构，这在自然界，各种事物都有它特定的结构，这些形形色色的结构结了我们无限的创造灵感和些形形色色的结构结了我们无限的创造灵感和启示。通过对自然界中结构的分析与研究，将启示。通过对自然界中结构的分析与研究，将其成果应用到技术领域，更好地为人类服务。其成果应用到技术领域，更好地为人类服务。狩猎者从灌木丛走过，裤子上粘满了令人狩猎者从灌木丛走过，裤子上粘满了令人讨厌的苍耳子。瑞士的乔尔吉讨厌的苍耳子。瑞士的乔尔吉朵青斯通过仔朵青斯通过仔细观察发现苍耳子的表面布满了许多带有细细细观察发现苍耳子的表面布满了许多带有细细倒钩的小刺，碰到纤维类的衣物便粘在上面，倒钩的小刺，碰到纤维类的衣物便粘在上面，经过经过8 8年的研究，根据年的研究，根据苍耳子的结构，发明了苍耳子的结构，发明了简单实用的尼龙搭扣。简单实用的尼龙搭扣。苍耳子与尼龙搭扣苍耳子与尼龙搭扣苍耳子与尼龙搭扣苍耳子与尼龙搭扣尼龙搭扣在我们生活中有应用。尼龙搭扣在我们生活中有应用。我们的生活生产中还有哪些产品的结构是受到自然界事物的启发而产生的呢？马上行动马上行动鹰眼与导弹跟踪系统案例分析案例分析鹰可以在几千米的高空准确无误地辨别地面上的动物,这是因为它的眼部结构比较特殊。人类每只眼睛的视网膜上都有一个凹槽,叫做中央凹。而老鹰眼中的中央凹却有两个,这两个中央凹的作用不同,其中一个专门用于接收来自鹰头侧面物体的像,另一个用于接收来自鹰头前方物体的像。这样,老鹰的视觉范围就宽多了,能兼顾前方和侧面。根据鹰眼的结构,人们正在研制“鹰眼”导弹系统。这种导弹系统能自动寻找、识别目标并跟踪攻击。“鹰眼鹰眼”导弹系统能自动寻找、识导弹系统能自动寻找、识别、别、跟踪、打击目标。跟踪、打击目标。如果在人类的视网膜上象鹰一样有两个凹如果在人类的视网膜上象鹰一样有两个凹槽，世界将会如何变化？槽，世界将会如何变化？将来运用技术手段在人的视网膜造出两个将来运用技术手段在人的视网膜造出两个凹槽凹槽,有这种可能吗？有这种可能吗？看来我们人类好多地方不如动物看来我们人类好多地方不如动物,不能象鸟一样在空中自不能象鸟一样在空中自由飞翔由飞翔,不能象鱼一样在水中欢快游荡不能象鱼一样在水中欢快游荡,奔跑速度不如狗，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打斗力气不如虎。人类凭什么能成为动物界的统治者呢?凭大脑凭大脑,凭学习凭学习,人类把几千年知识在几年十几年中继承过来并在原来的人类把几千年知识在几年十几年中继承过来并在原来的基础上进行创新，现在进入知识经济时代，人类知识总量几年就要翻一基础上进行创新，现在进入知识经济时代，人类知识总量几年就要翻一番。番。人与人之间有竞争人与人之间有竞争,而且可能很激烈，能否立于不败之地而且可能很激烈，能否立于不败之地,在于不断在于不断学习。学习。锯齿草锯齿草锯齿草锯齿草锯子锯子锯子锯子鹰鹰鹰鹰风筝风筝风筝风筝海豚海豚海豚海豚潜水艇潜水艇潜水艇潜水艇（一）无处不在的结构（一）无处不在的结构 （2 2）技术领域技术领域的结构现象的结构现象图片欣赏图片欣赏2 2希腊帕特农神庙（又称雅典娜神庙）上海楼歪歪事件上海楼歪歪事件 在技术领域，产品的结构丰富在技术领域，产品的结构丰富多彩。结构影响着它们的性质和功多彩。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能，结构方面存在的一个小问题也许会导致重大事故的发生。所以，许会导致重大事故的发生。所以，合理的结构是事物存在的基础，卓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越的结构是设计者和制造者的重要追求。追求。课堂阅读课堂阅读课堂阅读课堂阅读：阅读课本阅读课本阅读课本阅读课本P4P4P4P4的的的的“魁北克大桥的坍塌魁北克大桥的坍塌魁北克大桥的坍塌魁北克大桥的坍塌”，并回答：，并回答：，并回答：，并回答：大桥坍塌的原因是什么？大桥坍塌的原因是什么？大桥坍塌的原因是什么？大桥坍塌的原因是什么？魁北克大桥魁北克大桥魁北克大桥魁北克大桥擅自改变桥的结构。擅自改变桥的结构。1907年，加拿大魁北克大桥的坍塌，被列为年，加拿大魁北克大桥的坍塌，被列为20世纪十大技术失误之一。世纪十大技术失误之一。（一）无处不在的结构（一）无处不在的结构 （2 2）社会领域社会领域的结构现象的结构现象图片欣赏图片欣赏3 3 在社会领域，在社会领域，在社会领域，在社会领域，也普遍存在着结构现象。一篇文章的内也普遍存在着结构现象。一篇文章的内也普遍存在着结构现象。一篇文章的内也普遍存在着结构现象。一篇文章的内容结构影响文章的表达与质量，一家企业的人员结构关乎容结构影响文章的表达与质量，一家企业的人员结构关乎容结构影响文章的表达与质量，一家企业的人员结构关乎容结构影响文章的表达与质量，一家企业的人员结构关乎企业的运行与效率。企业的运行与效率。企业的运行与效率。企业的运行与效率。同样是六个字-“这个人表现好”“这个人好表现”一褒一贬；结构决定着事物存在的性质。-排序不同，结构就不同，性质也就不同。（二）（二）.结构与力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，这种组成部分通常称为构件。自行车的车轮由辐条、轮胎、车圈、气门等构件组成。分析分析结构结构的受力情况时，首先要清楚的受力情况时，首先要清楚组成结构的组成结构的构件构件受到那些力的作用，其次受到那些力的作用，其次看构件在这些力的作用下，能否安全、可看构件在这些力的作用下，能否安全、可靠地工作，也就是对靠地工作，也就是对构件构件进行进行承载能力承载能力分分析。析。根据构件的受力和变形形式，可将构件分为受拉、根据构件的受力和变形形式，可将构件分为受拉、根据构件的受力和变形形式，可将构件分为受拉、根据构件的受力和变形形式，可将构件分为受拉、受压、受剪切、受弯曲、受扭转这五种基本形式。受压、受剪切、受弯曲、受扭转这五种基本形式。受压、受剪切、受弯曲、受扭转这五种基本形式。受压、受剪切、受弯曲、受扭转这五种基本形式。拉 力 物体所承受的拉拽力 压 力 挤压物体的力 剪切力 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力 扭转力 反方向向物体两端均匀施力,使物体发生扭转形变的力 弯曲力 作用于物体,使它产生弯曲的力 构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。马上行动马上行动马上行动马上行动：请连线：（请连线：（请连线：（请连线：（P5P5P5P5）受受 拉拉受受 压压受剪切受剪切受扭转受扭转受弯曲受弯曲构件承受使之产生弯曲的力。构件承受使之产生弯曲的力。构件承受两个距离很近构件承受两个距离很近、大小相等大小相等、方向相反的平行力。方向相反的平行力。构件承受使之被挤压的力。构件承受使之被挤压的力。构件承受拉拽力。构件承受拉拽力。构件两端承受方向相反的均匀的力，使它发生扭转变形。构件两端承受方向相反的均匀的力，使它发生扭转变形。马上行动马上行动马上行动马上行动：请分析以下事物分别受到哪些力？（请分析以下事物分别受到哪些力？（请分析以下事物分别受到哪些力？（请分析以下事物分别受到哪些力？（P P P P）吊兰的支撑架吊兰的支撑架吊兰的支撑架吊兰的支撑架桥墩桥墩桥墩桥墩大坝大坝大坝大坝被托起的梁被托起的梁被托起的梁被托起的梁拉力拉力支持力支持力压力压力压力压力 探究探究探究探究：请说明石磨的推杆要请说明石磨的推杆要请说明石磨的推杆要请说明石磨的推杆要用绳子吊起来的原因。用绳子吊起来的原因。用绳子吊起来的原因。用绳子吊起来的原因。一、保持人在推磨时推杆始终在一、保持人在推磨时推杆始终在一、保持人在推磨时推杆始终在一、保持人在推磨时推杆始终在平行于地面的平面上运动，改变平行于地面的平面上运动，改变平行于地面的平面上运动，改变平行于地面的平面上运动，改变了人推磨时的用力方向，只需前了人推磨时的用力方向，只需前了人推磨时的用力方向，只需前了人推磨时的用力方向，只需前推与后拉，使推磨更轻松。推与后拉，使推磨更轻松。推与后拉，使推磨更轻松。推与后拉，使推磨更轻松。二、防止推杆弯曲变形，可以承二、防止推杆弯曲变形，可以承二、防止推杆弯曲变形，可以承二、防止推杆弯曲变形，可以承载一些推杆的重力。载一些推杆的重力。载一些推杆的重力。载一些推杆的重力。小试验小试验小试验小试验：比较不同形状纸板所能比较不同形状纸板所能比较不同形状纸板所能比较不同形状纸板所能承受压力的大小。（承受压力的大小。（承受压力的大小。（承受压力的大小。（P7P7P7P7）请思考：请思考：请思考：请思考：1 1 1 1、哪种情况下纸板的抗压能力最强，、哪种情况下纸板的抗压能力最强，、哪种情况下纸板的抗压能力最强，、哪种情况下纸板的抗压能力最强，为什么？为什么？为什么？为什么？2 2 2 2、在现实的生产活动中有哪些应用？、在现实的生产活动中有哪些应用？、在现实的生产活动中有哪些应用？、在现实的生产活动中有哪些应用？纸张弯曲大跨度小，抗压能力大。纸张弯曲大跨度小，抗压能力大。纸张弯曲大跨度小，抗压能力大。纸张弯曲大跨度小，抗压能力大。建造拱桥时需要考虑拱桥的跨度与弯曲程度。建造拱桥时需要考虑拱桥的跨度与弯曲程度。建造拱桥时需要考虑拱桥的跨度与弯曲程度。建造拱桥时需要考虑拱桥的跨度与弯曲程度。材料不变，形状改变了，结构所能承受的压力也随之改变。.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，飞机的外壳，贝壳。实体结构：结构体本身是实心的实体结构：结构体本身是实心的受力特点：外力分布在整个体积中，如实心受力特点：外力分布在整个体积中，如实心墙，大坝。墙，大坝。长城长城长城长城三峡大坝三峡大坝三峡大坝三峡大坝框架结构：结构体由细长的构件组成的结构框架结构：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。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。在现实世界中，很多物体的结构是由两种或两种在现实世界中，很多物体的结构是由两种或两种在现实世界中，很多物体的结构是由两种或两种在现实世界中，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，这种结构我们通常以上的基本结构类型组合而成的，这种结构我们通常以上的基本结构类型组合而成的，这种结构我们通常以上的基本结构类型组合而成的，这种结构我们通常称之为组合结构。称之为组合结构。称之为组合结构。称之为组合结构。承重部分是框架结构，承重部分是框架结构，承重部分是框架结构，承重部分是框架结构，挡泥板是壳体结构，挡泥板是壳体结构，挡泥板是壳体结构，挡泥板是壳体结构，脚踏与链轮之间是传动结构。脚踏与链轮之间是传动结构。脚踏与链轮之间是传动结构。脚踏与链轮之间是传动结构。请思考：请思考：请思考：请思考：自行车由哪几种结构组成？自行车由哪几种结构组成？自行车由哪几种结构组成？自行车由哪几种结构组成？马上行动马上行动马上行动马上行动：指出表中所列事物的结构类型，在对应栏打指出表中所列事物的结构类型，在对应栏打指出表中所列事物的结构类型，在对应栏打指出表中所列事物的结构类型，在对应栏打“”，并写出受力特点。，并写出受力特点。，并写出受力特点。，并写出受力特点。物体结构物体结构实体结构实体结构框架结构框架结构壳体结构壳体结构组合结构组合结构受力特点受力特点栅栅 栏栏圆形陶瓷装饰品圆形陶瓷装饰品冰冰 山山高层建筑的穹顶高层建筑的穹顶钢化玻璃锅盖钢化玻璃锅盖竹竹 排排汽车外壳汽车外壳人的头盖骨人的头盖骨古罗马斗兽场古罗马斗兽场作用在表面上作用在表面上作用在表面上作用在表面上作用在表面上作用在表面上作用在表面上作用在表面上作用在表面上作用在表面上作用在表面上作用在表面上作用在表面上作用在表面上作用在表面上作用在表面上作用在表面上作用在表面上作用在表面上作用在表面上分布在整个体积中分布在整个体积中分布在整个体积中分布在整个体积中作用在支撑架上作用在支撑架上作用在支撑架上作用在支撑架上作用在支撑架上作用在支撑架上作用在支撑架上作用在支撑架上各种结构都有受力各种结构都有受力各种结构都有受力各种结构都有受力课堂练习在交通事故中，摩托车手能够死里逃生的主要原因是在交通事故中，摩托车手能够死里逃生的主要原因是在交通事故中，摩托车手能够死里逃生的主要原因是在交通事故中，摩托车手能够死里逃生的主要原因是什么？什么？什么？什么？当出现交通意外时，摩托车手头盔的某一部位受到一个大的当出现交通意外时，摩托车手头盔的某一部位受到一个大的当出现交通意外时，摩托车手头盔的某一部位受到一个大的当出现交通意外时，摩托车手头盔的某一部位受到一个大的撞击力，由于头盔是壳体结构，在受撞击时外力沿壳体分布出去，撞击力，由于头盔是壳体结构，在受撞击时外力沿壳体分布出去，撞击力，由于头盔是壳体结构，在受撞击时外力沿壳体分布出去，撞击力，由于头盔是壳体结构，在受撞击时外力沿壳体分布出去，使得所受力迅速分布到头盔表面，形成整个头盔表面均匀受力，使得所受力迅速分布到头盔表面，形成整个头盔表面均匀受力，使得所受力迅速分布到头盔表面，形成整个头盔表面均匀受力，使得所受力迅速分布到头盔表面，形成整个头盔表面均匀受力，这是对外力的第一次减弱，起到了保护摩托车手安全的作用。这是对外力的第一次减弱，起到了保护摩托车手安全的作用。这是对外力的第一次减弱，起到了保护摩托车手安全的作用。这是对外力的第一次减弱，起到了保护摩托车手安全的作用。小 结1、结构的含义2、简单结构的受力分析3、结构的一般分类一般意义力学角度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。是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。实体结构、框架结构、壳体结构实体结构、框架结构、壳体结构