结构及设计：常见结构的认识

1、 1 1、什么是结构？生产生活中有哪些产品、什么是结构？生产生活中有哪些产品的结构是受到自然界事物结构的启发而的结构是受到自然界事物结构的启发而产生的？产生的？ 2 2、构件是什么？五种受力和变形的形式、构件是什么？五种受力和变形的形式是什么？是什么？ 3 3、结构的类型有哪些？它们的特点分别、结构的类型有哪些？它们的特点分别是？是？自探要求自探要求 注意结合课本内容进行独立探究，注意结合课本内容进行独立探究，将思考成果简单地标注整理。将思考成果简单地标注整理。 用心思考，激情投入，享受学习的用心思考，激情投入，享受学习的快乐。快乐。 时间时间4 4分钟。分钟。讨论要求讨论要求 人人参与，热烈

2、讨论，大声表达自己人人参与，热烈讨论，大声表达自己的思想。的思想。 组长控制好讨论节奏，对自探中的知组长控制好讨论节奏，对自探中的知识网络和难点进行整理，达成共识。识网络和难点进行整理，达成共识。 没解决的问题组长记录好，准备质疑没解决的问题组长记录好，准备质疑。展示展示、评价分工与要求、评价分工与要求展示有规范：展示有规范：条理清晰、条理清晰、要点化；要点化；语言简练、语言简练、规范化；规范化；字迹工整、字迹工整、美观化美观化.评价有要求：评价有要求： 评价量化展示内容评价量化展示内容 (10分制分制)；划出重点词句、改正或；划出重点词句、改正或补充（用红笔）。补充（用红笔）。 进行知识拓展

3、，解答疑问，注意与其他同学互动；其进行知识拓展，解答疑问，注意与其他同学互动；其他同学若能有质疑、补充，双倍赋分哦！他同学若能有质疑、补充，双倍赋分哦！一、一、 无处不在的结构无处不在的结构 结构结构Structure是指事物的各个组成部分之间的是指事物的各个组成部分之间的有序有序搭配和排列。搭配和排列。世界上任何事物都存在着结构，结构世界上任何事物都存在着结构，结构多种多样决定着事物存在的性质。多种多样决定着事物存在的性质。蜂蜂 窝窝蜘蛛网蜘蛛网人体骨骼人体骨骼苍耳子苍耳子 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

4、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。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。案例案例1与尼龙搭扣与尼龙搭扣鹰眼鹰眼与导弹跟踪系统与导弹跟踪系统案例案例2蜜蜂巢：一种平放着的六蜜蜂巢：一种平放着的六棱柱形房间，每个房间的体积棱柱形房间，每个房间的体积都是都是0.25立方厘米，显得格外整立方厘米，显得格外整齐、经济、美观。房间的正面齐、

5、经济、美观。房间的正面是平整的六边形进出口，背面是平整的六边形进出口，背面是锐角为是锐角为7232 的凌锥，六面的凌锥，六面墙壁同时又是相邻的六个房间墙壁同时又是相邻的六个房间的墙壁的墙壁它用最少的建筑材它用最少的建筑材料，造出了容积最大的房间，料，造出了容积最大的房间，而且保证建筑结构的安全和稳而且保证建筑结构的安全和稳定，是一种轻质高强的结构。定，是一种轻质高强的结构。蜘蛛也是自然界中蜘蛛也是自然界中出色的建筑师。它的蛛出色的建筑师。它的蛛网织得何等巧妙。有的网织得何等巧妙。有的学者发现，蜘蛛能根据学者发现，蜘蛛能根据地形地物地形地物“精确的计算精确的计算”出织多大的网，然后出织多大的网，

6、然后“提出提出”最省料而能达最省料而能达到最大面积的到最大面积的“方案方案”，迅速而准确地织出蛛网。迅速而准确地织出蛛网。蛛网是自然界中独一无蛛网是自然界中独一无二的悬索结构。当代的二的悬索结构。当代的悬索结构则是模拟蛛网悬索结构则是模拟蛛网的一大成就。的一大成就。魁北克大桥魁北克大桥 这座大桥本该是美国著名这座大桥本该是美国著名设计师特奥多罗设计师特奥多罗. .库帕的一个真库帕的一个真正有价值的不朽杰作。库帕曾正有价值的不朽杰作。库帕曾称他的设计是称他的设计是“最佳、最省最佳、最省的的”。 库帕自我陶醉于他的设计，库帕自我陶醉于他的设计，而忘乎所以地把大桥的长度由而忘乎所以地把大桥的长度由原

7、来的原来的500500米加到米加到600600米，以成米，以成为当时世界上最长的桥。为当时世界上最长的桥。 正当投资修建这座大桥的人士开始考虑如何为大桥剪彩时，正当投资修建这座大桥的人士开始考虑如何为大桥剪彩时，人们忽然听到一阵震耳欲聋的巨响人们忽然听到一阵震耳欲聋的巨响-大桥的整个金属结构垮了：大桥的整个金属结构垮了：1900019000吨钢材和吨钢材和8686名建桥工人落入水中，只有名建桥工人落入水中，只有1111人生还。人生还。 由于库帕的过份自信而忽略了对桥梁重量的精确计算，导致由于库帕的过份自信而忽略了对桥梁重量的精确计算，导致了一场悲剧。了一场悲剧。 启示：结构影响设计的性质和功能

8、，结启示：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构方面存在的小问题也许就会导致重大事故的发生。因此，合理的结构是事物事故的发生。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存在的基础，卓越的结构是设计者和制造者的重要追求。造者的重要追求。展示展示、评价分工与要求、评价分工与要求展示有规范：展示有规范：条理清晰、条理清晰、要点化；要点化；语言简练、语言简练、规范化；规范化；字迹工整、字迹工整、美观化美观化.评价有要求：评价有要求： 评价量化展示内容评价量化展示内容 (10分制分制)；划出重点词句、改正或；划出重点词句、改正或补充（用红笔）。补充（用红笔）。 进

9、行知识拓展，解答疑问，注意与其他同学互动；其进行知识拓展，解答疑问，注意与其他同学互动；其他同学若能有质疑、补充，双倍赋分哦！他同学若能有质疑、补充，双倍赋分哦！二二 、 结构与力结构与力 从力学的角度来说，结构是指可从力学的角度来说，结构是指可承受一定力的架构形态，它可以抵承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形态和大小改变的力。抗能引起形态和大小改变的力。一个复杂的结构由许多不同的部分组成，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为构件。这些组成部分通常称为构件。受拉：受拉：构件所承受的拉拽力。构件所承受的拉拽力。拔河！拔河！受压：受压：构件承受使之被挤挤压的力。压的力。趁热

10、打铁！趁热打铁！ 受受剪剪 切切 ： 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、钢丝钳受扭转：受扭转：构件两端承受方向相反的构件两端承受方向相反的均匀的力，使它发生扭转形变均匀的力，使它发生扭转形变拧干衣服！拧干衣服！拧瓶盖拧瓶盖麻花条麻花条受弯曲：受弯曲：构件承受使之产生构件承受使之产生 弯曲的力弯曲的力钓钓 鱼！鱼！ 观察右图观察右图, ,说说明石磨的推杆明石磨的推杆为什么要用绳为什么要用绳子吊起来？子吊起来？ 探究：探究：答案：答案： 1 1、抵消推杆自身的重力、抵

11、消推杆自身的重力 2 2、保持人在推磨过程时推杆始终在平行、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；于地面的平面上运动；小实验小实验比较不同形状的纸板承受压力的大小比较不同形状的纸板承受压力的大小1、哪种情况下纸、哪种情况下纸板的抗压能力最板的抗压能力最强？强？2 2、还有更好的方、还有更好的方案吗？案吗？展示展示、评价分工与要求、评价分工与要求展示有规范：展示有规范：条理清晰、条理清晰、要点化；要点化；语言简练、语言简练、规范化；规范化；字迹工整、字迹工整、美观化美观化.评价有要求：评价有要求： 评价量化展示内容评价量化展示内容 (10分制分制)；划出重点词句、改正或；划出重点词

12、句、改正或补充（用红笔）。补充（用红笔）。 进行知识拓展，解答疑问，注意与其他同学互动；其进行知识拓展，解答疑问，注意与其他同学互动；其他同学若能有质疑、补充，双倍赋分哦！他同学若能有质疑、补充，双倍赋分哦！三.结构的类型灯泡为何能承受如此大的力灯泡为何能承受如此大的力?实体结构实体结构：实心结构实心结构 受力特点：外力分布在整个体积中受力特点：外力分布在整个体积中 实体结构可以连续传递载荷，适于实体结构可以连续传递载荷，适于承受压力。承受压力。 例如：例如： 实心墙、大坝等实心墙、大坝等 框架结构框架结构： 受力特点：支撑空间而不充满空间受力特点：支撑空间而不充满空间，既能承受竖向重力荷载，

13、也能承受水，既能承受竖向重力荷载，也能承受水平方向的荷载。平方向的荷载。 框架结构框架结构 壳体结构：壳体结构：层状结构层状结构 受力特点：外力作用在结构体受力特点：外力作用在结构体的表面上的表面上 壳体结构是用薄壁壳状构件来壳体结构是用薄壁壳状构件来替代空间框架而形成的一种空间结替代空间框架而形成的一种空间结构。由于它可以将作用在其上的集构。由于它可以将作用在其上的集中横向载荷分散为沿壳体的压力。中横向载荷分散为沿壳体的压力。因此在场馆建设中用得很多。因此在场馆建设中用得很多。 鸡蛋承受压力试验 目的：目的：了解壳体结构的受力情况。了解壳体结构的受力情况。 准备：准备：鸡蛋鸡蛋3只，瓶盖只，瓶盖6只，平板一只，平板一 块，重物若干。块，重物若干。 过程：过程：略。略。 记录：记录：鸡蛋所能承受重物的数量。鸡蛋所能承受重物的数量