二、结构的功能与分类 (2)

1、第一节 初识结构2学习目标了解结构的含义，能从力学的角度理解结构的概念和一般分类。能对生活中常见的简单结构实例进行归 类，能指出三种结构的不同应用场合。 通过本节的学习，使学生初步认识 结构，初步体会结构的和谐、简练和经典，从而帮助学生初步把握生活中各类问题解决的主要架构，拓宽思维和想像空间。 3一、结构无处不在 在自然界、技术领域、社会领域等普遍存在着结构。4自然领域5人体结构图6技术领域7悉尼海港大桥8文章的内容结构影响文章的表达和质量企业的人员结构关乎企业的运行和效率经济结构将影响国家经济的发展前景结构无处不在社会领域9案例一、古老的板凳问题：1、板凳的结构由哪几部分组成？2、连接凳腿之

2、间的“横牚”承受什么样的力？横牚10 3、两者相比较，你认为长牚又起到了怎样的作用？长牚111.哪一个更结实、更牢固？为什么？（A）（B）接触面受力面受力面越大的，结构越稳定12（A）（B）（C）物体的主体框架与构造形式，一般称为架构。.以上三种板凳的凳腿和凳面之间、腿与横牚之间、长牚和两个横牚之间，都采用了榫卯连接。 动动脑：为什么不采用钉子或螺钉连接呢？13请你总结一下：如果让你设计一个“四平八稳”的小板凳结构，你会怎样设计？你设计的小板凳，考虑到承受了哪些力？ 人的体重，人体活动所产生的其他力，及形变 所以，还要注意：这些构件的连接都采用榫卯连接。 14案例二 吊车与吊桶吊绳绳子它们都是

3、利用吊车上的电动机或辘轳的牵拉力，并借助吊绳来实现吊的功能、完成吊的过程。15实例3、蛇皮管灯具蛇皮管的优点：能任意弯曲到人们期望的程度，且不会反弹。支撑架：蛇皮管两款台灯的支撑架有什么不同？支撑架16 结构是可承受一定力的架构形态。 结构是为了承受力和抵抗变形结构的本质。二、知识引入：结构是指物体的各组成部分之间的搭配和排列。物体的结构由物体的功能和需要决定，而物体的结构又决定了物体的性质和形态。赵州桥 赵州桥又名安济桥，建于隋大业(公元605-618)年间，是著名匠师李春建造。桥长64.40米，跨径37.02米，是当今世界上跨径最大、建造最早的单孔敞肩型石拱桥。因桥两端肩部各有二个小孔，不

4、是实的，故称敞肩型，这是世界造桥史的一个创造（没有小拱的称为满肩或实肩型）。赵州桥距今已1400年，经历了10次水灾，8次战乱和多次地震，特别是1966年邢台发生的7.6级地震，邢台距这里有40多公里，这里也有四点几级地震，赵州桥都没有被破坏，著名桥梁专家茅以升说，先不管桥的内部结构，仅就它能够存在1300多年就说明了一切。1963年的水灾大水淹到桥拱的龙嘴处，据当地的老人说，站在桥上都能感觉桥身很大的晃动。据记载，赵州桥自建成至今共修缮8次。 在主拱券的上边两端又各加设了二个小拱，一是可节省材料，二是减少桥身自重（减少自重15%），而且能增加桥下河水的泄流量。 1979年5月，由中国科学院自

5、然史组等四个单位组成联合调查组，对赵州桥的桥基进行了调查，自重为2800吨的赵州桥，而它的根基只是有五层石条砌成高1.55米的桥台，直接建在自然砂石上。这么浅的桥基简直令人难以置信。梁思成先生1933年考察时还认为这只是防水流冲刷而用的金刚墙，而不是承纳桥券全部荷载的基础。他在报告中写道：“为要实测券基，我们在北面券脚下发掘，但在现在河床下约70-80厘米，即发现承在券下平置的石壁。石共五层，共高1.58米，每层较上层稍出台，下面并无坚实的基础，分明只是防水流冲刷而用的金刚墙，而非承纳桥券全部荷载的基础。因再下30-40厘米便即见水，所以除非大规模的发掘，实无法进达我们据学理推测的大座桥基的位

6、置。” 饕餮,最贪吃,能吃能喝,常饰于鼎的盖子上。因它能喝水,几乎在古代桥梁外侧正中都能见到,防止大水将桥淹没。 赵州桥栏板上的饕餮(仿隋朝栏板） 1991年9月，赵州桥被美国土木工程师学会选定取为第十二个“国际土木工程里程碑”，并在桥北端东侧建造了“国际土木工程历史古迹”铜牌纪念碑。24长城25上海卢浦大桥（桁架结构）是当今世界第一钢结构拱桥，是世界上跨度最大的拱形桥。卢浦大桥在设计上融入了斜拉桥、拱桥和悬索桥三种不同类型桥梁设计工艺桥身呈优美的弧型，如长虹卧波，飞架在浦江之上。26三、结构的分类实体结构壳体结构框架结构27结构类型实体类型框架类型壳体类型指结构体本身是实心的结构。如墙壁、柱

7、子、实心球等等。特点：1.能承受较大压力。 2.几何外形简单通常是指结构体本身由细长的构件组成，如窗户、画框、房子的架构等等。特点：支撑空间却不充满空间。壳形结构通常是指层状的结构。如贝壳、头盔、汽车飞机的外壳等等。 特点：外力作用在结构体的表面上。受力均匀、形态稳定。28 想一想头盔为什么设计为圆弧形，而不是长方体或是多面体？ 29小实验在纸杯上放置物体，逐渐增加物体的重量，观察纸杯的变化，这说明了什么问题？30 来，用你的慧眼看看它们都是什么类型的结构？3132悉尼歌剧院罗浮宫33 来，继续试验一下你的慧眼看看它们都是什么类型的结构？34中国国家大剧院35课外读物无限启示来，开启你智慧的大

8、门吧36 瑞士的工程师乔治德梅斯特拉尔酷爱郊游与打猎。1948年秋季的某天打猎回来，发现衣服上粘着一些苍耳的种子。若要除去这些苍耳 的种子是非常麻烦的事，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？在鬼针草种子的启示下，他经过8年的精心研究，于1956年终于设计了定型的产品，宣告了尼龙搭扣带的诞生 尼龙搭扣的发明37一个善于捕捉灵感的人一定善于创造苍耳籽遍及全球，粘上草籽者也一定不在少数，然而只有乔治才获得

9、成功，并成为亿万富翁。 创造的灵感何在？其实就在你的身旁。38马上行动在生产生活中那些产品的结构是受到自然物体的结构的启发而产生的?39TheQuestion是reebok为艾弗森设计的第一双鞋。整双鞋采用reebok的Hexalite（蜂巢）技术，利用独特的六角形几何连接结构，将受力均匀分散，进行很有效的缓震。后掌采用一整片蜂巢缓震材料，将鞋底和侧面完全包裹，增加了稳定性。 此款鼠标垫的内部结构为仿蜂巢设计，这一设计大大降低了鼠标垫的重量，却不影响鼠标垫的韧性。蜂巢结构设计保障了鼠标垫的结构稳定，使用再久也不会发生变形。4041“德耳塔7运动”(Delta 7 Sports) 公司在他们推出

10、的Arantix山地自行车上，典型的质密圆柱管形材料被可通风、可看穿的网格结构所取代。这种网状结构由碳纤维合成物编织而成，并用凯夫拉尔绳(纤维B)进行捆绑。虽然这张“蜘蛛网”看起来可能很脆弱，但这种名为“IsoTruss”的碳纤维合成物强度上却要胜过钢、铝和钛，甚至比质密的的碳合成物还要坚固当前的超轻型自行车车架一般都使用这种材料。42使用者将产品对准歹徒，扣动板机，击发弹点击后，形成巨大的推动力，将产品前置的捕捉网发射出去，在10米的范围内将歹徒罩住，使歹徒无法奔跑，且越动网罩越紧。在10米左右的范围内，对准歹徒发射，张开的巨大网罩能准确地罩住歹徒，成功率高达98%以上。网为高强度尼龙丝编织

11、而成，具有重量轻、韧性强、不易损坏等特点，能牢牢地罩住歹徒。 43本节课小结：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。结构是为了承受力和抵抗变形结构的本质。结构类型：实体结构、框架结构、壳体结构44当堂训练当堂达标：1.下列哪种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2.下列选项中，属于框架结构的是（ ） A房屋的墙体B教室的门窗C化工厂的储油罐 D煮饭用的高压锅 3下列结构中属于实体结构的是（ ） A摩托车头盔 B水库大坝 C输电铁塔 D鸟巢工程 4为了方便城镇人使用水资源,设计出了水管输送方式，设计的水管结构类型是（ ） A框

12、架B壳体C实心D以上都不是455、摩托车事故中驾乘人员死亡的70以上都是没有戴头盔或者是头盔质量不合格造成头部受伤所致。质量合格的安全头盔能有效保护人的头部，是因为（ ）A合格头盔制作优良，戴在头部与头部形成一个整体，是一个坚固的实体结构B合格头盔的密封性好，里面的空气能起到缓冲撞击的作用C合格头盔是一个良好的壳体结构，坚硬的壳体能有效保护头部D合格头盔视野清晰，可以帮助车主避免交通事故的发生6、某同学在新年联欢会上表演了在灯泡上行走的节目，同学们感到非常刺激。有的同学以为他是出自武术世家，有轻功的底子。同学们都想了解其中的奥秘。根据通用技术所学的知识，以下解释中合理的是（ ）A所使用的灯泡一定是假的，只是道具B因为灯泡是壳体结构，所以能承受较大的外力作用C只要认真努力的训练，普通人也能具有轻功D技术的发展离不开设计46课后作业同学们可自主选择以下任一项，也可自