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課件74張PPT。1.1常見結構的認識第一單元 結構與設計1)自然界中的結構。
在自然界，相同的物質，不同的結構，表現出不同特性的現象處處可見。
A、同樣是水，有液態、氣態、固態；
B、同樣是碳，但有最硬的固體金剛石和最軟的固體石墨存在；
C、化學有機物結構不同性質不同（色素）；
D、同樣的六個字“這個人表現好”“這個人好表現”，但因排列不同，就形成了一褒一貶；
E、用同樣的材料，做出的結構不同的小板凳就會有不同的特性，有的穩，有的不穩；
F、各種材料組成結構可以使“死的”材料變成“活的”機器。如：發動機、電子計算機、機器人、飛機、火箭……世界上任何事物都存在結構,結構多種多樣且決定著事物存在的性質。 這兩種結構的優點在哪里？ 蜂巢：使用最少的材料制作盡可能寬敞的空間，不會出現縫隙，空間使用效率最好。
蜘蛛網：任意兩個節點都能找到一條可通過的路徑結構（structure)：是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。結構的各組成部分，通常稱為構件。
例：人體結構，分子結構，階級結構，文章的結構，汽車結構，桌子結構，地球結構等。什么是結構？科羅拉多大峽谷 你能否舉例說明事物的各個組成部分之間的搭配和排列改變了，事物的性質也發生了改變。 例：課桌、圓珠筆、課本、水杯、粉筆盒、書包……
又如：人的染色體有X染色體、Y染色體之分，X染色體、Y染色體不同的搭配和排列，決定這個人是男人還是女人。形形色色的結構能給人以美的享受，給人創造的靈感和啟示。人們將其成果應用到技術領域, 更好地服務于人類。 螞蟻力量非凡的嘴巴給了科學家們發明推進體系的微型機器人的靈感
美國伊利諾大學香檳分校的生態學家兼昆蟲學家安德魯·蘇雷茲他告訴《生命科學》雜志：“如用于營救工作的機器人。” 閱讀案例： 書本P3蒼耳子與尼龍搭扣;
鳥與飛機;
鷹眼與導彈跟蹤系統 鷹可以在幾千米的高空準確無誤地辨別地面上的動物,這是因為它的眼部結構比較特殊。人類每只眼睛的視網膜上都有一個凹槽,叫做中央凹。而老鷹眼中的中央凹卻有兩個, 這兩個中央凹的作用不同, 其中一個專門用于接收來自鷹頭側面物體的像, 另一個用于接收來自鷹頭前方物體的像。這樣,老鷹的視覺范圍就寬多了,能兼顧前方和側面。根據鷹眼的結構,人們正在研制“ 鷹眼”導彈系統。這種導彈系統能自動尋找、識別目標并跟蹤攻擊。提問：人與動物相比，在結構上有什么不同？分析 其劣勢與優勢。 提問1：除了根據鷹眼的結構,人們正在研制“ 鷹眼”導彈系統以外，你還受到哪些啟發？
提問2：如果在人類的視網膜上象鷹一樣有兩個凹槽，世界將會如何變化？
提問3：將來運用技術手段在人的視網膜造出兩個凹槽,有這種可能嗎？ 馬上行動：生產生活中還有那些產品的結構是受到自然界事物結構的啟發而產生？如果結構不合理就會產生什么后果？船槳
人工冷光
風箏
鋸
車輪
潛水艇
聲納
潛水用的腳蹼
潛水艇的流線型設計（魚鰭）
（螢火蟲）
（鷹）
（螳螂臂或鋸齒草）
（隨風旋轉地飛蓬草）
（海豚）
（蝙蝠）
（鴨子）
（魚類）希臘帕特農神廟（又稱雅典娜神廟） 2)技術領域中的結構： 閱讀 “魁北克大橋的坍塌” 書本P4事物的結構影響著事物的性能和功能，合理的結構是事物存在和發展的基礎，卓越的結構是設計者和制造者長期的追求。 思考：大橋坍塌的原因是什么？3) 社會領域中的結構：
自然界：天體結構、地球的結構、植物的結構、動物的結構 …
技術領域：汽車的結構、微機的結構、電腦主板的結構、數字控床的結構 …
社會領域：教育管理系統的結構、通用技術的學科結構、課堂教學結構、文化、經濟格局等。 [馬上行動]：P4
請分別列舉自然界、技術領域、社會領域給你印象較深的有關結構的事例？無處不在的結構自然界形形色
色的結構給了
人們無窮的創
造靈感和啟示結構決定了事物的性質和形態合理的結構是事物
存在的基礎,卓越的
結構是設計者和制
造者的重要追求課堂回顧：1)自然界中的結構
2)技術領域中的結構
3)社會領域中的結構：結構：是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。結構與力從力學角度來說, 結構是指可承受一定力的架構形態, 它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。
每個物體都有它的特定的架構形態，這種架構形態體現著它的結構。 一個較復雜的結構由許多不同的部分組成，這些組成部分通常稱為構件。如：
自行車的組成構件：自行車車架、車把、傳動、座鞍、車輪等。
車輪的組成構件：輻條、輪胎、車圈、氣門等 一個設計合理的結構應該能承受外界的各種作用力，抵抗各種變形。首先要清楚組成結構的構件受到哪些力的作用；
其次要清楚在這些力的作用下，構件能否安全、可靠地工作，即對構件承載能力的分析。怎樣分析受力情況？生活中常見的結構都能抵抗來自外界的各種作用力和自身重力。自行車承受人和所載物體的壓力及自行車自身的重力；
橋墩承受自身重力及負荷的壓力、大風的作用力等其它外力。例如:討論分析生產、生活中常見結構，要抵抗來自外界力的作用情況：建筑物的窗戶： 課桌： 硬紙包裝箱： 自身重力、墻體的壓力、風力、外來撞擊力 … 自身的重力、手臂的壓力、桌面上某個物體的壓力、推拉力、地面對其的支撐力 … 箱內物體的重力、箱內物體向外的擠壓力、自身的重力、外界壓力、所裝載貨物的壓力 … 構件的基本受力形式：受拉、受壓、受剪切、受彎曲和受扭轉。 閱讀案例分析P006：橋梁橋面的受力探究：觀察左圖,說明石磨的推桿為什么要用一根繩子吊起來?一是保持人在推磨時推桿始終在平行于地面的平面上運動，改變了人推磨時的用力方向，只需前推與后拉，使推磨更輕松；
二是防止推桿彎曲變形，可以承載一些推桿的重力。小實驗：比較不同形狀的紙板承受壓力的大小。回答問題：
1、哪種情況下紙板的抗壓能力最強?
2、舉例說明這一結論在實際應用中有什么意義。
3、如果把紙板折成瓦楞狀,試驗結果會發生什么變化？ 任何結構承受的外載荷，都是拉、壓、剪、扭、彎中的一種或幾種的組合。1）秋千的吊索，主要承受拉力；
2）橋梁的橋墩，主要承受壓力；
3）連接齒輪和軸的鍵，主要承受剪力；
4）汽車方向盤的軸，主要承受扭力；
5）單杠的杠體（上面的橫杠），主要受彎力；
6）吊扇旋轉，吊桿主要受扭力和拉力；為了保證結構的正常工作，這些構件必須有對于主要載荷的足夠的承載能力。這是結構設計中必須考慮的重要問題。 3.結構的類型：1）實體結構：是指結構體本身是實心的結構。受力特點：外力分布在整個體積中。
實體結構可以連續傳遞載荷，適于承受壓力。
例：長城、三峽大壩、廚房中的菜板子、實心墻、水庫的大壩、古代的城墻、柱子、實心球等。2）框架結構：是指結構體由細長的構件組成的結構。 受力特點：支撐空間而不充滿空間，能承受垂直和水平荷載。
框架結構是由桿件或板件連接而成的，構件可以是空心，也可以是實心；可以是平面框架，也可以是空間框架。由于這種結構用料少，可以承受多種載荷，因此用得很廣泛。 例：窗戶、畫框、房子、竹排、教室的門窗常用木框架，蔬菜大棚的棚體、建筑用腳手架、自行車、艾菲爾鐵塔、桌子、板凳、書櫥、輸電鐵塔。 3）殼體結構：通常是指層狀的結構。 受力特點：外力作用在結構體的表面上，由弧面整體分擔承受，抵抗變形。 殼體結構是用薄壁殼狀構件來替代空間框架而形成的一種空間結構。由于它可以將作用在其上的集中橫向載荷分散為沿殼體的壓力。因此在場館建設中用得很多。 例：頭盔，汽車飛機外殼、飲水杯、文具盒、裝甲車、油罐、雞蛋、核桃、瓜子、西瓜、鍋碗瓢盆……等作業：Ｐ11.3

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