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1 常见结构的认识


第一节 常见结构的认识
学习目标
1 了解结构的含义
2 从力学的角度理解结构的概念和一般分类

3 能结合1~2种简单的结构案例,分析结构
是如何承受力的

蜂窝

立体六角形薄壁, 结构巧妙、坚固耐用

蜂窝纸板

机箱电源

>
细胞

蜘蛛网

埃及金字塔

1 无处不在的结构
我们身边存在着各种各样的结构。 结构普遍存在于自然界的物体中,也存在 于人类创造的各种物体中。

什么是结构?
结构是指事物的各个组成部分之间 的有序搭配和排列。 结构的各个组成部分称为构件。

技术领域:铅笔、剪刀、服装、汽 车、楼房、桥梁等一切产品都具有特定 的结构。 社会领域:一个政党、一个班集体、 一首歌、一句话、一种学习方法等也具 有其特定的结构。 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?

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。

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。
限动画

当应力达到某一极限时,结构 就会遭到破坏。

小游戏:你能否不用任何工具,仅凭你的两只手 将一根筷子折断?然而你能用同样的力把一把筷 子折断吗? 马上行动 让我们一起看看下面的例子
指出下例结构可以抵抗来自外界哪些方面的作用力。

硬纸包装箱

建筑物的窗户

餐桌

通过以上例子可以得出:结构可以抵抗来自外界的 作用力,那结构一般会受到哪一些力? 拉拉面、 拉油条、 拉拉力器、 拔河等

压订书机、 桥墩受到压力、 压路机压路

拧瓶盖 拧麻花条
剪刀剪纸、钢 丝钳钳钢丝 使用弓、使用臂 力器、撑杆跳高

P006马上行动
探究:观察右图,说明石
磨的推杆为什么要用一根 绳子吊起来。
1、抵消推杆自身的重力, 防止推杆弯曲变形。 2、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;

3 结构的类型

(1) 实体结构
实心结构。 受力情况:外力分布在 整个体积中。主要承受 压力。

举例:墙壁、柱子、实 心球。

(2) 框架结构

由细长的构件组成。 受力情况:支撑空间却不充满空间。 可以承 受压力和拉力等。

(3) 壳体结构

受力特点:外力作用在结构体的 表面上。特别是当顶部受到压力时,
它能将力均匀扩散。

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。

2 构件的基本受力形式:拉力、压力、剪切力、 扭转力和弯曲力。
拉 力 压 力 剪切力 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

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。

课外 小试验

每小组用所给的6张扑克牌、 一条双面胶和一把剪刀,制作一个 简易结构。要求至少5厘米高,并 且可以承受两块砖的重量。

作业:P011练习1


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