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通用技术2 常见结构的认识


第一节

认识结构

一、了解结构 结构:是指事物的各个组成部分之间 的有序搭配和排列。 结构普遍存在于自然界的物体中; 存在于人类创造的各种物体中。

自然界的结构

案例一

苍耳子与尼龙搭扣

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。

案例2

人类飞翔的梦想源于展翅高飞的鸟, 鸟因为有它自由流畅的体形和翅膀 结构,飞机原型源于飞鸟形体结构 的仿生。

中国的大飞机在研制中

鹰眼

与导弹跟踪系统

鹰眼的结构很特殊。人眼 的视网膜上有1个中央凹,而 鹰眼中有2个中央凹,一个用 于接受鹰头侧面物体的像,另 一个用于接受鹰头前方物体的 像。

“鹰眼”导弹系统能自动寻找、
识别、跟踪、打击目标。

在技术上设计一个卓越的结构是设计者和 制造者的重要追求
上海松江有个100米深石场,还有一个小湖。 Atkins设计公司就在这里设计了一个22世纪风格的 五星级的松江大酒店。建筑宏伟壮观,有一组瀑布 状的玻璃幕墙,非常漂亮。这还是一座极为环保的 建筑,整个酒店的屋顶种满绿草,石场为酒店提供 了良好的温度控制。酒店总共能住1000位客人,他 们可以享受酒店里的餐厅、咖啡厅、健身房、宴会 厅、水下水族馆、会议厅、泳池、攀岩......

松江大酒店

利用自然地形结构 水坑里竟然设计出这样一座大酒店

在社会中领域,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。 一家企业的各种人员结构关乎企业的运行与效率 。

思考:折筷子

从力学角度解释为什么容易折断 一根筷子,而折不断十根捆在一起的 筷子。

二、结构与力
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。 受力构件的单位横截面上所产生的内力 称为应力。

指出下例结构可以抵抗来自外界哪些 方面的作用力。
餐桌 建筑物的窗户

硬纸包装箱

抵抗来自建筑物墙的正向和

建筑物的窗户:

侧向的压力、风的作用力, 及其自身的重力等

餐 桌:

承受来自桌面物体的压力和
它自身的重力等

硬纸包装箱:

承受箱内物体的重力、箱内
物体向外的挤压力以及自身

的重力等

常见的力

构件受到拉力 和压力的作用

拔河!

拉力:物体所承受的拉拽力。

趁热打铁!

压力:挤压物体的力。

构件受到扭 转力的作用

拧干衣服!
拧瓶盖
麻花条

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。

若一个物体承受与之垂直的
负荷时,一般称其为梁。受此一 负荷后梁必会产生弯曲现象。

构件受到弯 曲力的作用

弓、臂力器 撑 杆跳高

钓 鱼!

弯曲力:作用于物体,使它产生
弯曲的力

当构件承受外力作用时, 其一部分发生滑动或剪断之 倾向时,即会产生剪切力。
两个距离很近、 大小相等、 方向相反、 作用于同一物体 上的平行力

修理草坪!
剪刀

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。

剪 切 力:

构件的基本受力形式: 拉力、压力、弯曲力、剪切力、扭转力
拉 力 压 力 物体所承受的拉拽力 挤压物体的力 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 反方向向物体两端均匀施力 ,使物 体发生扭转形变的力 作用于物体 ,使它产生弯曲的力

剪切力
扭转力

弯曲力

思考:剪指甲时,指甲受到的是什么力?

分析受力的形式
拉力
压力
吊兰的支撑架 桥墩

側压力 支撑力
大坝 两端被托起的梁

思考: 石磨的推杆为什么要 用一根绳子吊起来。

答案: 1、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; 2、防止推杆弯曲变形。

小试验:

(课本009页)

材料:两张同大的纸张 操作:把纸折成不同结构 验证:承受的外力是否一样

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、如果把纸板折成瓦楞状, 试验结构会发生
纸张弯曲跨度小,抗压能力大 。 瓦楞状纸的抗压能力更好。

3 结构的分类

1 、 实体结构

受力特点:力承受在 物体的整个体积中, 如大坝、实心墙、实 体物

2 、框架结构:通常由细长 的构件组成

受力特点:支撑空间而不 充满空间。如铁塔架,脚 手架,建筑框架体。

埃菲尔铁塔是现代巴 黎的标志,是一座于 1889年建成位于法国 巴黎战神广场上的露空 结构铁塔,高320米。 埃菲尔铁塔得名于它的 设计师桥梁工程师居斯 塔夫埃菲尔。铁塔设计 离奇独特,是世界建筑 史上的技术杰作,因而 成为法国和巴黎的一个 重要景点和突出标志。 埃菲尔铁塔分为三层, 从塔座到塔顶共有 1711级阶梯,分别在 离地面57米、115米和 276米处建有平台

3 壳体结构

受力特点:外力作用在结 构体的表面上,如建筑, 汽车外壳,贝壳。

完成下表
物体结构 实体结构 框架结构 壳体结构 组合结构 受力特点 √ 栅栏 圆形陶瓷 √ 装饰品 √ 冰山 高层建筑 √ 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


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