1.1常见结构认识

1、 你听过的关于结构的词语？ 原子结构原子结构 房屋结构房屋结构 数据结构数据结构 人体结构人体结构 文章结构文章结构 1.1 常见结构的认识常见结构的认识 1、自然界的结构 人们仿其构造用各种材料人们仿其构造用各种材料 制成蜂巢式夹层结构板，制成蜂巢式夹层结构板， 强度大、重量轻、不易传强度大、重量轻、不易传 导声和热，是建筑及制造导声和热，是建筑及制造 航天飞机、宇宙飞船、人航天飞机、宇宙飞船、人 造卫星等的理想材料造卫星等的理想材料 蜂巢结构的电源外壳蜂巢结构的电源外壳 瑞士的乔尔吉瑞士的乔尔吉朵青期（朵青期（Georgesdemestral） 工程师十分酷爱郊游与打猎，在工程师十分酷爱郊

2、游与打猎，在1948年秋季的某年秋季的某 一天打猎回来，发现他的衣服上粘着一些鬼针草一天打猎回来，发现他的衣服上粘着一些鬼针草 （牛蒡草）的种子，若要除去这些鬼针草的种子（牛蒡草）的种子，若要除去这些鬼针草的种子 是非常麻烦的事，这引起了他的极大兴趣，他便是非常麻烦的事，这引起了他的极大兴趣，他便 从衣服上取下一颗种子在放大镜下仔细观察，发从衣服上取下一颗种子在放大镜下仔细观察，发 现在种子上的芒毛有一个个小钩子，正是这些小现在种子上的芒毛有一个个小钩子，正是这些小 钩子抓住了衣服上的纱线。由此他突发奇想，如钩子抓住了衣服上的纱线。由此他突发奇想，如 果能在带子上也产生这些类似的小钩子，它不就

3、果能在带子上也产生这些类似的小钩子，它不就 也可以使布带相互搭接代替钮扣和拉链了吗？在也可以使布带相互搭接代替钮扣和拉链了吗？在 鬼针草种子的启示下，他经过鬼针草种子的启示下，他经过8年的精心研究，于年的精心研究，于 1956年终于设计了定型的产品，宣告了尼龙搭扣年终于设计了定型的产品，宣告了尼龙搭扣 带的诞生带的诞生 苍耳子与尼龙搭扣苍耳子与尼龙搭扣 人类飞翔的梦想源于人类飞翔的梦想源于 展翅高飞的鸟，鸟因展翅高飞的鸟，鸟因 为有它自由流畅的体为有它自由流畅的体 形和翅膀结构，飞机形和翅膀结构，飞机 原型源于飞鸟形体结原型源于飞鸟形体结 构的仿生。构的仿生。 鹰眼鹰眼 与导弹跟踪系统与导弹跟

4、踪系统 大自然是最完大自然是最完 美的设计师美的设计师 自然界中形形色色的结自然界中形形色色的结 构给了人们无限的创造灵感构给了人们无限的创造灵感 和启示，通过对自然界中结和启示，通过对自然界中结 构的分析和研究，人们将其构的分析和研究，人们将其 成果应用到技术领域。成果应用到技术领域。 2、社会领域的结构 年龄结构年龄结构 人员结构人员结构 职称结构职称结构 一个集体一个集体 文章结构文章结构 3、技术领域的结构 一把锤子 什么是结构什么是结构 结构（structure）是指事物的各个组成部分 之间有序的搭配和排列。 理解结构理解结构1：世界上任何物体都存在结构：世界上任何物体都存在结构 理

5、解结构理解结构2：结构的多样性决定事物的多样性：结构的多样性决定事物的多样性 理解结构：结构影响事物的性质和功能理解结构：结构影响事物的性质和功能 魁魁 北北 克克 大大 桥桥 杭州地铁塌陷杭州地铁塌陷 08.11.15 浙江一位不愿意透露姓名的地质专家分析浙江一位不愿意透露姓名的地质专家分析 说，杭州浅部地层主要以软土、砂性土为主，说，杭州浅部地层主要以软土、砂性土为主， 由于离钱塘江近，萧山区的地下水位较高，由于离钱塘江近，萧山区的地下水位较高， 地层含水性高，地层含水性高，“工程墙面出现裂纹，这是工程墙面出现裂纹，这是 非常明显的隐患。非常明显的隐患。” 这名地质专家据此分析，这名地质专

6、家据此分析， 在事故段地质情况比较复杂的情况下，基坑在事故段地质情况比较复杂的情况下，基坑 维护结构没有做好，最终酿成悲剧。维护结构没有做好，最终酿成悲剧。 启示：启示： 结构影响设计的性质和功能，结构方面存结构影响设计的性质和功能，结构方面存 在的小问题也许就会导致重大事故的发生。在的小问题也许就会导致重大事故的发生。 因此，合理的结构是事物存在的基础，卓越因此，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追求。的结构是设计者和制造者的重要追求。 结构与力结构与力 结构定义：从力学角度来说，结构指可 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。 一个较复杂的

7、结构由许多不同的部分 组成，组成结构的每一个部分称为构 件。 表示 u当应力达到某一极限值时, 结构就会遭到 破坏。用公式表示应力为：, 其 中 ,F 是内力 ,S 是受力面积 , 是应力(单位： 帕斯卡）。 u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 ，称为内力内力。(用字母F表示) 指出下列结构可以抵抗来自外界那些方面的作用力。指出下列结构可以抵抗来自外界那些方面的作用力。 建筑物的窗户建筑物的窗户 餐桌餐桌 硬纸包装箱硬纸包装箱 结构受力形式分析 建筑物的窗户建筑物的窗户 餐餐桌桌 硬纸包装箱硬纸包装箱 抵抗来自建筑物墙的正向和侧向抵抗来自建筑

8、物墙的正向和侧向 的压力、风的作用力，及其自身的压力、风的作用力，及其自身 的重力等的重力等 承受来自桌面物体的压力和它自承受来自桌面物体的压力和它自 身的重力等身的重力等 承受箱内物体的重力、箱内物体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向外的挤压力以及自身的重力等 通过以上例子可以得出：结构可通过以上例子可以得出：结构可 以抵抗来自外界的作用力，那么结构以抵抗来自外界的作用力，那么结构 构件一般会受到哪些力？构件一般会受到哪些力？ 接着来学学构件五种基本受力形式接着来学学构件五种基本受力形式 拉力：拉力：物体所承受的拉拽力。物体所承受的拉拽力。 拔河！拔河！ 压力：压力

9、：挤压物体的力。挤压物体的力。 压订书机、桥墩压订书机、桥墩 受到压力、压路受到压力、压路 机压路机压路 剪剪切切力：力：两个距离很近，大小两个距离很近，大小 相等，方向相反，且作用于同一物体相等，方向相反，且作用于同一物体 上的平行的力。上的平行的力。 修理草坪！修理草坪！ 剪刀、钢丝钳剪刀、钢丝钳 弯曲力：弯曲力：作用于物体，使它产生作用于物体，使它产生 弯曲的力弯曲的力 钓钓 鱼！鱼！ 弓、臂力器弓、臂力器 撑撑 杆杆 跳跳 高高 扭转力：扭转力：反方向向物体两端均匀反方向向物体两端均匀 施力，使物体发生扭转形变的力。施力，使物体发生扭转形变的力。 拧干衣服！拧干衣服！ 拧瓶盖拧瓶盖 麻

10、花条麻花条 拉力拉力 作用于物体作用于物体 ,使它产生弯曲的力使它产生弯曲的力 压压 力力 两个距离很近两个距离很近 ,大小相等大小相等,方向相反方向相反,且作用于同一物且作用于同一物 体上的平行力体上的平行力 剪切力剪切力 挤压物体的力挤压物体的力 扭转力扭转力 物体所承受的拉拽力物体所承受的拉拽力 弯曲力弯曲力 反方向向物体两端均匀施力反方向向物体两端均匀施力,使物体发生扭转形变的力使物体发生扭转形变的力 马上行动马上行动: : 请连线请连线 结构与力习题 1.以下哪个属于剪切力的示意图以下哪个属于剪切力的示意图 A C D B 2.晾衣架通常由曲臂、撑杆和挂钩组成。晾衣架通常由曲臂、撑杆

11、和挂钩组成。 如图所示。当衣物对称挂在衣架的曲臂如图所示。当衣物对称挂在衣架的曲臂 上时，晾衣架挂钩的直杆、曲臂、撑杆上时，晾衣架挂钩的直杆、曲臂、撑杆 的受力形式分别是什么？的受力形式分别是什么？ 挂钩：拉力 曲臂：弯曲力 撑杆：弯曲力 抗拉测试抗压测试抗弯测试 FF 3.王海自己动手测试某型塑料吸管的抗拉、 抗压和抗弯性能参照塑料吸管的抗拉示意 图，画出抗压和抗弯性能测试示意图 F F 抗压测试 F 抗弯测试 4、假设下面椅子上堆放一些砖块，随着砖 块数量的增加，最终椅面被破坏。试从结 构受力的角度分析该现象。（提示：从两 个方面分析，平衡状态和破坏状态） （1）平衡状态 F椅= G椅 +

12、 G 砖块 （F是椅子的支撑力 G是重力） （2）椅面断裂：抵抗外力 的应力达到应力极限时，结 构被破坏 、关于应力和压强之间关系叙述不正确的是（、关于应力和压强之间关系叙述不正确的是（ ） A、应力和压强的单位都是帕斯卡、应力和压强的单位都是帕斯卡 B、应力作用于材料内部而压强作用于物体表面、应力作用于材料内部而压强作用于物体表面 C、应力和压强公式中的、应力和压强公式中的S代表截面积代表截面积 D、应力和压强公式中的、应力和压强公式中的F代表外力代表外力 、如果一个构件在、如果一个构件在5平方米的横截面积上，受平方米的横截面积上，受 到外力的作用，产生了到外力的作用，产生了20N的内力，那

13、么该构件的内力，那么该构件 的应力是（的应力是（ ） A、25Pa B、15Pa C、4Pa D、100Pa 、在北京奥运会的时候，邹凯夺得单杠冠军，、在北京奥运会的时候，邹凯夺得单杠冠军， 它在单杠上做大回环姿势时，会使杠体它在单杠上做大回环姿势时，会使杠体 产生（产生（ ）变形。）变形。 A拉伸拉伸 B弯曲弯曲 C压缩压缩 D断裂断裂 8、从力的角度来说，结构是指可承受一定、从力的角度来说，结构是指可承受一定 力的作用的架构形态，它可以抵抗能引力的作用的架构形态，它可以抵抗能引 起起 和和 改变的力。改变的力。 思考 拔河时为什么要用粗的绳子，从结构与力 的角度简单解释 观察右图观察右图,

14、说明说明 石磨的推杆为石磨的推杆为 什么要用一根什么要用一根 绳子吊起来。绳子吊起来。 探究：探究： 参考答案：参考答案： 1、保持人在推磨过程时推杆始终在、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；平行于地面的平面上运动； 2、防止推杆弯曲变形。、防止推杆弯曲变形。 结构的类型结构的类型 1 1 实体结构实体结构 结构体本身是实心的结构。结构体本身是实心的结构。 受力情况：外力分受力情况：外力分 布在整个体积中，布在整个体积中， 如大坝、实心墙、如大坝、实心墙、 实体物实体物 2 2 框架结构框架结构 其特点是：其特点是：支撑空间而不充满空间支撑空间而不充满空间 可以承受压力和拉

15、力等可以承受压力和拉力等 由细长的构件组成的结构。由细长的构件组成的结构。 3 3 壳体结构壳体结构 受力特点：外力作用在结构受力特点：外力作用在结构 体的表面上。特别是当顶部体的表面上。特别是当顶部 受到压力时，它能将力均匀受到压力时，它能将力均匀 扩散。扩散。 壳体结构通常是指层状的结构 “亚洲第一站”新北京南站 埃菲尔铁塔埃菲尔铁塔 在实际生活和生产在实际生活和生产 中，很多物体的结构是中，很多物体的结构是 由两种或两种以上的基由两种或两种以上的基 本结构类型组合而成。本结构类型组合而成。 国家歌剧院国家歌剧院 1、狩猎者从灌木丛走过，裤子沾满了令人讨厌的苍耳、狩猎者从灌木丛走过，裤子沾

16、满了令人讨厌的苍耳 子。仔细观察苍耳子，它的表面布满了许多小刺，子。仔细观察苍耳子，它的表面布满了许多小刺， 每根刺上都有细细的倒钩，碰到纤维的衣物，便粘每根刺上都有细细的倒钩，碰到纤维的衣物，便粘 在上面。瑞士的乔尔吉在上面。瑞士的乔尔吉朵青斯经过朵青斯经过8年的研究，根年的研究，根 据苍耳子的结构发明了（据苍耳子的结构发明了（ ） A、拉链、拉链 B、尼龙搭扣、尼龙搭扣 C、鱼、鱼 D、飞机、飞机 2、分析下列物体的结构类型，哪个属于实体结构。、分析下列物体的结构类型，哪个属于实体结构。 （ ） A电灯泡电灯泡 B乒乓球乒乓球 C橡皮檫橡皮檫 D篮篮 球球 小试牛刀：小试牛刀： 、我们所用的板凳属于（、我们所用的板凳属于（ ）结构。）结构。 A A、实心结构、实心结构 B B、框架结构、框架结构 C C、空心结构、空心结构 D D、壳体结构、壳体结构 3、分析下列物体的结构类型，判断哪个不属于、分析下列物体的结构类型，判断哪个不属于 壳体结构。（壳体结构。（ ） A、西瓜、西瓜 B、圆形陶瓷饰品、圆形陶瓷饰品 C、贝类、贝类 D、金字塔、金字塔 、以下容器中抗张强度最大的是、以下容器中抗张强度最大的是( ) A、圆柱体容器、圆柱体