高中通用技术必修2技术与设计2《一常见结构的认识》ppt课件(1)

常见结构的认识,学习目标,1、结构的含义，结构与性质的关系，举例说明。 2、人类从自然界获得感悟而解决某些技术问题，实现一些发明创造。举例说明。 3、合理结构的重要性，请设计一实验说明“魁北克大桥的坍塌”。 4、区分结构与构件的概念，理解并区分构件的受力形式。完成第六页马上行动。 5、设计第七页实验。 6、理解并区分结构类型及其分类，举例说明（课外） 7、设计第九页实验。,结构：事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。,结构决定着物质的性质，如C单质，金刚石和石墨。,金刚石分子结构,石墨分子结构,金刚石做成的玻璃刀,石墨电极,1、 结构广泛的存在于自然界中,自然界：植物、动物、矿物质、自然现象等也有其特定的结构。,蜘蛛网,恐龙骨骼,人体骨骼,2、自然界的动植物中存在的各种各样的结构可以为人类服务，人类从中获得感悟而解决某些技术问题，实现一些发明创造。,苍耳子 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35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710月，果期811月。 生于荒地、山坡等干燥向阳处。分布于全国各地。,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1,与尼龙搭扣,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。,鹰眼,与导弹跟踪系统,什么是立体视 让我们做一个小实验：左右手各拿一支圆珠笔，两手平伸，笔尖慢慢地靠拢，可以发现很容易地将两支笔尖对准；如果闭上一只眼试试，可就不怎么容易了。这是为什么呢？当我们的两眼注视一个物体时，物体分别在左右眼的视网膜上形成两个图像，但由于左右眼有一定的间隔，左眼可以看到图像的略偏左侧，右眼可以看到图像的略偏右侧，因此两个图像并不完全相同，不能完全重合。这样视觉图像传入大脑，经过大脑的合成、判别，使物体产生了空间的深度感，有了立体感，这就是立体视，立体视又称深度觉或立体觉。 立体视的原理 当我们闭上一只眼后，只有一个单一的图像传入大脑，这样就建立不起立体感觉，看到的物体都是在一个平面上。因此闭上一只眼睛后，要对准笔尖就不怎么容易了。立体视觉可用同视机或立体视觉检查图片进行检查。没有立体视觉功能的人，缺乏立体感，不能判别出物体的距离，象司机、机械加工、绘画等工作就不能胜任。随着距离的增加，物体在我们两眼视网膜成像也就十分接近，一般超过500m后，两个视网膜上物体的形像基本上是重合的，因而立体感也就不明显了，不是吗？一轮明月怎么好像挂在树稍上一样？利用立体视觉的原理，人们开发出了立体航空像片，两张平面的航空照片，放在立体镜下，左眼通过左目镜看左边的一张照片，右眼通过右目镜看右边的一张照片，稍加调节，你就会发现，像片上的高山、深谷、瀑布、冰川都“站”了起来，如同你在飞机上俯视大地一样。此外，人们还开发出了立体摄影、立体电影、立体画等，为生产、生活、娱乐服务。,尼龙搭扣（苍耳子）、飞机（鸟）、导弹跟踪系统（鹰眼），锯（刺）、船桨（鱼鳍）、人工冷光（萤火虫）、风筝（鹰）、车轮（随风旋转的飞蓬草）、潜水艇（海豚）、蝙蝠（雷达）、海豚（声呐）、人工冷光（萤火虫）、潜水脚蹼（鸭子），潜水艇的流线型设计（鱼类）等。,3、技术领域产品的结构更是丰富多彩，锤子、骑车、桥、房子都有特定的机构。 合理的结构是事物存在的基础，结构方面一个小问题将会导致重大事故的产生。,1907年的魁北克大桥的坍塌事故被列为20世纪十大技术失误之一。,阅读案例：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。,?,魁北克大桥坍塌的原因,4、结构同样存在于社会领域：文章结构、员工结构等。,结构：可承受一定力的架构形态。,构成结构的这些组成部分称为构件,二、结构与力,请指出这个凳子中，哪些是结构？哪些是构件？,构件的基本受力形式：,一个火腿肠，如何在中间截为两段？,用工具：（1）刀切开 （2）剪刀剪开 空手： （3）掰弯 （4）扭断 （5）拉断,?,构件受到拉力和压力的作用,构件受到扭转力的作用,构件受到弯曲力的作用,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。,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,墙上的梁,提问:梁只是由混凝土材料构成的吗?,一座限重1.5吨的简单梁式桥，如果要使它的承重增加，该如何改进。,一般的构件都受到多种力的同时作用。,?,压力,拉力,压力,拉力,所以从力学角度来说： 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。,P7、马上行动,吊兰的支撑架承受拉力，桥墩承受来自桥面、桥上负载的压力，两端被托住的梁受到支撑力，大坝承受侧压力等。,石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来？,石磨的推杆中间用一根绳子吊起来，一是保持人在推磨时推杆始终在平行于地面的平面上运动，改变了人推磨是的用力方向，只需前推与后拉，使推磨更轻松，二是防止推杆弯曲变形，可以承载一些推杆的重力。,结构的类型,根据物体的结构形态，通常将 结构分为实体结构、框架结构 和壳体结构三种基本类型,实体结构：通常是指结构体本身是 实心的结构。它的受力 特点是，外力分布在整 个体积中。,框架结构：通常是指结构体由细长 的构件组成的结构，其特点是， 支撑空间而不充满空间,受力情况：空间框架体。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,壳体结构：通常是指层状的结构。 它的受力特点是，外力作用在 结构体的表面上。,国家大剧院在建设中,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。,钢化玻璃锅盖,国家大剧院,试验2，了解壳体结构的受力情况,准备： 1、大小相同的生鸡蛋3只 破解奇人踩鸡蛋劈大石真相,试验结果,1、壳体结构具有十分良好的承载性能，能以很小的厚度承受相当大的荷载。外力作用于壳体结构时，结构能将外力快速均匀地分布在整个表面上，并利用壳体结构几何形状的合理性，以材料直接受压来代替弯曲内力，大大减小了弯矩，从而充分发挥材料的潜力。当石板的重力通过木板、瓶盖传递到鸡蛋上时，被均匀分散到了蛋壳的表面上，所以鸡蛋可以承受较大的压力。 2、乌龟的外壳属于壳体结构，他能承受较大的压力，保护身体不受损害。,根据物体的结构形态，通常将结构分为实体结构、框架结构和壳体结构三种基本类型。,练习3、分析,当出现交通意外时，摩托车手头盔的某一部分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，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。 汽车的安全气囊是现代汽车上的高技术装置，当汽车前端发生强烈碰撞时，安全气囊就会瞬间从汽车方向盘内弹出来垫在方向盘与驾驶人之间，防止驾驶人的头部和胸部撞击到方向盘或仪表板等硬物上。,1、结构是指（ ） A、构成自身的空间形态 B、事物各个组成部分的有序搭配和排列 C、承受力和抵抗变形 D、可承受力的非架构形态 2、尼龙搭扣是利用自然中（ ）的结构而发明的。 A、叶边上有齿的小草 B、植物 C、植物的种子 D、苍耳子 3、下列结构是受自然界事物结构启发而产生的（ ） A、口杯 B、衣服 C、飞机 D、手表 4、下列结构是受自然界事物结构启发而产生的。（ ） A、钢笔； B、潜艇； C、课桌； D、黑板。 5、结构的构件受力多种多样，基本的受力形式有（ ） 重力 拉力、压力 剪切力、扭转力 弯曲力 A、 B、 C、 D、 6、固定空调室外机铁架的镙钉受到的外力叫（ ） A、重力 B、扭转力 C、剪切力 D、弯曲力 7、用手拧湿毛巾时，对毛巾施加的外力叫（ ） A、重力 B、扭转力 C、剪切力 D、弯曲力 8、自行车的结构属于（ ） A、实体结构 B、框架结构 C、壳体结构 D、组合结构 9、发生交通事故时，摩托车手的头盔能有效保护车手的头部安全，是因为（ ） A头盔的壳体结构能分散撞到头盔上的力 B头盔的壳体结构能吸收撞到头盔上的力 C头盔的框架结构能分散撞到头盔上的力 D头盔的组合结构能吸收撞到头盔上的力,10右图是建筑工地使用的起重机，它是钢架结构，其后臂横梁钢架除受到自身重力外，主要承受其它的（ ） A拉力、扭转力 B压力、拉力 C拉力、剪切力 D压力、弯曲力,11在北京残奥会上，我们看到了篮球运动员们借助特制的篮球轮椅进行比赛。图1为普通轮椅，图2为篮球轮椅。在强度方面，篮球轮椅能承受极高强度的撞击。设计者是通过以下哪一些方法来增加篮球轮椅的强度（ ） 选用特制的合金材料；主体框架采用刚连接；增加了轮椅中轴；以上答案均可 A B C D,12“物华天宝”是我市标志性建筑之一（如图所示），请仔细观察分析，“物华天宝”的建筑结构类型包括（ ） A实体结构、框架结构 B框架结构、壳体结构 C实体结构、壳体结构 D实体结构、框架结构与壳体结构,13以下各种结构中，其中不同于另外三个的是（ ） A国家大剧院 B长城 C大坝 D桥墩,14如图所示“纸张承重试验”，纸张结构受（ ）作用。 A拉力 B压力 C弯曲力 D.扭转力,自然界中的椰子、桂圆、西瓜、贝类、蛋、龟等，都属于壳体结构。它们遵循着适者生存的法则，经过漫长的岁月的演变，选择了最合理的外形。它们以较薄的外壳，获得了较大的承受外力的卓越性能。这一事实，给我们带来了发明创造的宝贵灵感！ 问题： 为什么它们以较薄的外壳，获得了较大的承受外力的卓越性能？（用力学知识解释） 人们运用仿生学，制造了许多壳体结构的物品请举几例？,课堂小结 1、结构的定义：事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。 2、结构所受力的类型：拉力、压力、弯曲力、剪切力、扭转力 。 3、技术领域中的结构设计：研究物体的结构，使之可以承受更多的力。,土地沙漠化