第一章 結(jié)構(gòu)及其設(shè)計 課件-2024-2025學(xué)年高中技術(shù)粵科版(2019)必修《技術(shù)與設(shè)計2》

第一章結(jié)構(gòu)及其設(shè)計一、章節(jié)體系二、知識點1.1認識結(jié)構(gòu)(一)感知不同的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。(二)認識結(jié)構(gòu)與力從力學(xué)的角度看，結(jié)構(gòu)是指可承受一定力的物體形態(tài)，結(jié)構(gòu)可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。力的類型圖示受力特點案例受壓構(gòu)件兩端承受沿軸線方向的壓力工作中的千斤頂受拉構(gòu)件兩端承受沿軸線方向的拉力斜拉橋的拉索受彎曲在通過構(gòu)件軸線的平面內(nèi)，承受垂直于構(gòu)件軸線的外力或外力偶的作用人吊單杠受扭轉(zhuǎn)構(gòu)件兩端受到兩個在垂直于軸線平面內(nèi)的力偶作用，兩力偶大小相等，轉(zhuǎn)向相反受擰的水管受剪切構(gòu)件承受兩個作用線相距很近大小相等、方向相反的力用剪刀剪鐵皮（三）了解結(jié)構(gòu)的分類按形態(tài)分類：實體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)和殼體結(jié)構(gòu)。實體結(jié)構(gòu)：利用自身來承受荷載，主要承受壓力。如河壩、城墻、鉛球等。框架結(jié)構(gòu)：通過條狀物的連接來承受荷載，既能承受壓力又能夠承受拉力。如鐵架塔、建筑用腳手架、廠房的框架等。殼體結(jié)構(gòu)：通過層狀的結(jié)構(gòu)殼形來傳遞力和承受荷載，特別是當(dāng)殼形頂部受到壓力時，它能將力均勻擴散。如摩托車頭盔、飛機外殼等。1.2探究結(jié)構(gòu)（一）結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是指結(jié)構(gòu)在荷載的作用下維持其原有平衡形式的能力。結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與它的幾何形狀、支撐面面積的大小和重心位置密切相關(guān)。重心越低，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。為了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，要求重心垂線落在支撐面內(nèi)。支撐面越大，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。支撐面是指支撐結(jié)構(gòu)（地面）接觸部分所圍成的面。幾何形狀要科學(xué)合理，結(jié)構(gòu)才更加穩(wěn)定。采用三角形結(jié)構(gòu)可增強結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。（二）結(jié)構(gòu)的強度（一）強度與應(yīng)力內(nèi)力是由外力引起的，是對變形的一種抵抗。在工程技術(shù)中，不允許任何構(gòu)件在正常工作情況下被破壞，這就要求構(gòu)件必須具有抵抗被破壞的能力，這種能力稱作強度。構(gòu)件單位橫截面面積所受的內(nèi)力稱為構(gòu)件的應(yīng)力。σ=N/A （σ：應(yīng)力，N：內(nèi)力，A：：橫截面面積）（二）強度與材料結(jié)構(gòu)的強度：與材料有關(guān)，與構(gòu)件的形狀有關(guān)，與橫截面形狀也有關(guān)，構(gòu)件連接處的強度也有關(guān)。（三）結(jié)構(gòu)的連接連接就是通過一定的方式把兩件或兩件以上的物體連在一起。鉸結(jié)：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對移動，但可相對轉(zhuǎn)動。如松螺栓、銷接等。剛結(jié)：被連接的構(gòu)件在連接處既不能相對移動，又不能相對轉(zhuǎn)動。如膠接、焊接等。結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性試驗技術(shù)試驗是解決技術(shù)問題的重要方法。1.3設(shè)計結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計屬于設(shè)計的一種類型，它必須遵循一般的設(shè)計方法和過程。結(jié)構(gòu)設(shè)計不但要考慮它的功能要求，還必須考慮它的受力情況、安全性、穩(wěn)定性、強度、連接。結(jié)構(gòu)不僅是事物存在的一種形式，而且對事物的功能和作用產(chǎn)生著直接影響。事物的結(jié)構(gòu)決定了其功能。結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)以一種或幾種功能的實現(xiàn)為基本目標(biāo)，應(yīng)滿足設(shè)計規(guī)范，滿足使用者的基本需要。1.4典型結(jié)構(gòu)的欣賞欣賞結(jié)構(gòu)：一是從歷史、文化的角度，二是從技術(shù)的角度。（一）建筑結(jié)構(gòu)與歷史、文化文化的角度：結(jié)構(gòu)的文化寓意與傳達，公眾認可的美學(xué)原則，反映時代、民族、習(xí)俗方面的特征，結(jié)構(gòu)的個性特征等。（二）建筑結(jié)構(gòu)與技術(shù)技術(shù)的角度：結(jié)構(gòu)的使用功能的實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固耐用，結(jié)構(gòu)造型設(shè)計的創(chuàng)意和表現(xiàn)力，材料使用的合理性，工藝制造的精湛程度等。三、合格性測試1．如圖所示的灑水車，它裝水的水罐屬于基本結(jié)構(gòu)類型中的A．實體結(jié)構(gòu)B．框架結(jié)構(gòu)

C．殼體結(jié)構(gòu)D．組合結(jié)構(gòu)【答案】：C【解析】：水罐符合殼體結(jié)構(gòu)的殼形形態(tài)，所以選C項。2．如圖所示的重慶朝天門長江大橋，其主體結(jié)構(gòu)屬于基本結(jié)構(gòu)類型中的A．實體結(jié)構(gòu)

B．框架結(jié)構(gòu)

C．殼體結(jié)構(gòu)

D．組合結(jié)構(gòu)【答案】：B【解析】：鋼架長江大橋符合框架結(jié)構(gòu)定義，由條狀物連接而成，選B項。3．如圖所示的房屋土墻，采用黏土夯實修建，可承受一定的壓力，該土墻屬于基本結(jié)構(gòu)類型中的A．實體結(jié)構(gòu)

B．框架結(jié)構(gòu)

C．殼體結(jié)構(gòu)

D．組合結(jié)構(gòu)【答案】：A【解析】：土墻由黏土夯實修建，符合實體結(jié)構(gòu)的定義，所以選A項。4．“山城棒棒軍”講述的是一群進城農(nóng)民工在重慶朝天門碼頭、菜園壩火車站等地，靠著一根竹棒、兩條繩索，下力討生活的故事。如圖所示是一位“棒棒軍”正在用一根竹棒幫別人挑貨物時的場景。“棒棒軍”在挑起貨物后，由于貨物太重，竹棒突然斷裂。于是他向一個朋友借了一根一樣粗細的木棒，完成了這一趟活。此案例中影響結(jié)構(gòu)強度的主要因素是A．構(gòu)件橫截面形狀

B．結(jié)構(gòu)的形狀C．材料

D．構(gòu)件的連接方式【答案】：C【解析】：木棒與竹棒截面面積相同，卻能承受更大的外力，說明影響結(jié)構(gòu)強度的主要因素是材料。5．下列結(jié)構(gòu)中，屬于殼體結(jié)構(gòu)的是

A．鍋蓋 B．筷子簍 C．石凳 D．燒烤架【答案】：A【解析】：鍋蓋符合殼體結(jié)構(gòu)的特點，選A項。6.如圖所示的小木床，下列分析不恰當(dāng)?shù)氖茿．木床整體屬于實體結(jié)構(gòu)B．木床的腳安裝有斜拉金屬條，主要是起到固定結(jié)

構(gòu)形狀的作用C．木床中間增加一個支撐腳，可以增大承重量D．木床的腳主要承受壓力，所以要結(jié)實才行【答案】：A【解析】：木床整體以至于框架結(jié)構(gòu)，而不屬于實體結(jié)構(gòu)，所以選A項。7．如圖所示是一輛折疊滑板車，下列關(guān)于該滑板車的評價不恰當(dāng)?shù)氖茿．可折疊設(shè)計，能縮小所占空間，方便攜帶B．折疊處采用鉸連接，會降低滑板車的強度C．采用優(yōu)質(zhì)鋁合金材料，輕便環(huán)保D．可折疊設(shè)計，降低了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性【答案】：D【解析】：折疊設(shè)計，有可能影響結(jié)構(gòu)的強度，不影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。8．如圖所示是某汽油機的基本結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)氣缸中的氣體膨脹引起活塞向下運動時，活塞和連桿的主要受力形式是A．活塞受拉、連桿受拉

B．活塞受壓、連桿剪切C．活塞受拉、連桿彎曲

D．活塞受壓、連桿受壓【答案】：D【解析】：氣體膨脹對活塞產(chǎn)生壓力，活塞下行對連桿形成壓力，所以選D項。如圖所示為一款木制毛筆筆架，請根據(jù)所學(xué)知識完成9-10問題。9．當(dāng)對該筆架施加推力時，它很容易翻倒，為了提高它的穩(wěn)定性，下列措施最合理的是A．增加筆架高度B．用強度更高的鋁合金材料C．筆架木材采用榫接連接方式D．適當(dāng)增大筆架底座支撐面積【答案】：D 【解析】：增大筆架底座可增大支撐面積，可提高整個支架的穩(wěn)定性。10．筆架兩側(cè)支撐桿的主要受力為A．受壓 B．受拉 C．受扭轉(zhuǎn) D．受剪切【答案】：A【解析】：筆架左右支撐桿主要承受壓力，選A項。11．在下列操作過程中，主要受力形式為壓力和扭轉(zhuǎn)力的是A．銼削過程中的銼刀 B．正在鋸木頭的鋸條C．正在鉆孔的鉆頭 D．正在剪紙的剪刀【答案】：C【解析】：正在鉆孔的鉆頭既受壓力又受扭轉(zhuǎn)力，所以選C項。如圖所示是一款超輕鋁合金帳篷，骨架采用高強度輕質(zhì)的鋁合金，可折疊，攜帶方便。它不僅拆卸簡單，還可以在5分鐘內(nèi)完成組裝。請根據(jù)所學(xué)知識完成12-14題12．帳篷骨架采用高強度輕質(zhì)的鋁合金，帶來的好處有：①大大降低帳篷的重量；②防止生銹；③提高帳篷的強度A．①②③

B．②③

C．①②

D．①③【答案】：A【解析】：高強度輕質(zhì)鋁合金，可以滿足①②③三項的情況，所以選A項。13．以下關(guān)于帳篷設(shè)計的建議，不合理的是A．帳篷采用不易滲水的面料 B．帳篷框架構(gòu)件之間全部采用焊接C．帳篷采用防腐面料 D．帳篷采用速干面料【答案】：B【解析】：由于該賬篷需拆卸方便，各連接處應(yīng)方便折疊或拆卸，不可采用焊接連接。14．該帳篷的四個柱子的橫截面都是空心矩形結(jié)構(gòu)，其目的不是為了A．強度更高

B．降低重量C．更省材料

D．防止帳篷被風(fēng)吹走【答案】：D【解析】：柱子梆成空心結(jié)構(gòu)可提高強度，降低重