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結構與設計專題高考復習1

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結構與設計專題高考復習1

資源簡介

(共63張PPT)
《技術與設計2》
結構與設計
知識網絡
結構與設計
認識結構
探析穩固的結構
設計簡單的結構
欣賞經典的結構
含義
類型
受力
穩定性
強度
功能
主要因素
草圖
制作
技術
文化
一 常見結構的認識
目標:
1、了解結構的含義
2、從力學的角度理解結構的概念和一般分類
3、結合案例,分析結構的受力
1、結構無處不在
科羅拉多大峽谷
1、結構無處不在
1、結構無處不在
1、結構無處不在
1、結構無處不在
1、結構無處不在
1、結構無處不在
希臘帕特農神廟(又稱雅典娜神廟)
1、結構無處不在
1、結構無處不在
1、結構無處不在
1、結構無處不在
1、結構無處不在
概念:
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。
(廣義)結構(structure):是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。
還記得蜂巢的結構嗎?
 以下電源機箱的六角形的散熱孔來源于自然界什么結構?
問題:
蒼耳子
尼龍搭扣
人類飛翔的夢想源于展翅高飛的鳥,鳥因為有它自由流暢的體形和使身體更輕便的翅膀骨質中空結構,飛機原型源于飛鳥形體結構的仿生。
鷹眼
導彈跟蹤系統
恐龍的拱形結構
拱橋
利用自然地形結構 水坑里竟然設計出這樣一座大酒店
上海松江有個100米深石場,還有一個小湖。 Atkins設計公司就在這里設計了一個22世紀風格的五星級的松江大酒店。建筑宏偉壯觀,有一組瀑布狀的玻璃幕墻,非常漂亮。這還是一座極為環保的建筑,整個酒店的屋頂種滿綠草,石場為酒店提供了良好的溫度控制。酒店總共能住1000位客人,他們可以享受酒店里的餐廳、咖啡廳、健身房、宴會廳、水下水族館、會議廳、泳池、攀巖......
松江大酒店
  通過對自然界中形形色色的結構的分析和研究, 給了人們無限的創造靈感和啟示。人們將其成果應用到技術領域, 更好地服務于人類。
  仿生技術是其中之一。
  合理的結構是事物存在的基礎。
F1(世界一級方程式)賽車比賽是一項“極速運動”。比賽時,賽車要想跑出很高的速度,同時要保持運動過程中的穩定性,你認為賽車應怎樣進行設計( )
A.流線型外型,底盤高,很重
B.流線型外型,底盤低,很輕
C.弧線型外型,底盤低,有一定自重
D.流線型外型,底盤低,有一定自重
什么原因建筑結構被破壞?
2.結構與力
當在一個水平桌面上的B物體上面加上一個A物體時,B物體所受的合外力與未加A物體前一樣,仍然是零,從所受的合外力來看,似乎與它上面不加A物體是一樣的。
2.結構與力
物理學與技術領域研究力的角度不同,物理學往往研究外力,把物體當質點,哪怕是地球,在研究它繞太陽轉動時,仍把它當作質點。
技術領域則關注一個物體內部受力情況。
2.結構與力
內力與應力
內力:是結構受到外力,內部產生一種抵抗力。
應力:是構件的單位橫截面上產生的內力。
2.結構與力
問題:
當一個結構受到外力作用時,內部各質點之間的相互作用發生改變,產生一種抵抗的力,稱為( )
A.應力 B.彎曲力
C.扭曲力 D.內力
應力達到極限,結構遭到破壞!
受力構件的單位橫截面上所產生的內力稱為應力。用公式表示應力為:
    σ=F/s
其中 ,F 是內力 ,S 是受力面積 , σ是應力。
2.結構與力
問題:
拔河用的繩子為什么把多股細繩絞合在一起 (   )
A.增大截面面積
B.增大體積
C.增大張力
D.增大應力
概念:
結構的含義(力學): 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。
椅面的受力分析:
  人坐在椅子上,椅面受到的力:一是人對椅面的壓力PA,二是椅面自身的重力PB,三是椅子的支架對椅面產生的支撐力F。它們使椅面處于平衡狀態。根據力的平衡條件,有F=PA+PB。
  在力F、PA、PB的作用下,椅面會產生抵抗外力的內力,當單位橫截面上所產生的內力超過一定值時,椅面會產生斷裂。
2.結構與力
  假設下面椅子上堆放一些磚塊,隨著磚塊數量的增加,最終椅面被破壞。試從結構受力的角度分析該現象。
技術試驗題
解:(1)平衡狀態
  F內=G椅+G磚 =F支
F內是椅面的產生的內力
G椅是椅面重力
G磚是磚塊重力
F支是支架對椅面產生的支撐力
(2)椅面斷裂:
F內 /S>椅面固有的極限應力,椅面結構被破壞。
拉 力 物體所承受的拉拽力
壓 力 擠壓物體的力
剪切力 兩個距離很近 ,大小相等,方向相反,且作用于同一物體上的平行力
扭轉力 反方向向物體兩端均勻施力 ,使物體發生扭轉形變的力
彎曲力 作用于物體 ,使它產生彎曲的力
五種基本受力形式:
拉力、壓力、剪切力、扭轉力、彎曲力。
2.結構與力
問題:
1、體操運動員在雙桿上翻騰,做出各種動作,身體優美而靈巧。請問:此時雙桿承受了什么形式的力? (   )
A.拉力 B.壓力 C.扭曲力 D.彎曲力
2、日常生活中使用螺絲刀時,螺絲刀承受什么形式的力( )
A.拉力 B.壓力 C.彎曲力 D.扭轉力
問題:
3、吊扇的啟動瞬間,吊杠的主要受力形式有( ) 
①拉力 ②壓力 ③剪切力 ④扭轉力
A. ①④ B.①②
C. ①③ D.②③
3.結構的類型
根據結構的形態可以分為:三種基本結構類型
實體結構、框架結構、殼體結構
在生產和生活中,很多物體的結構是由兩種或兩種以上的基本結構類型組合而成的。
——組合結構
實體結構:通常是指結構體本身是
實心的結構。它的受力
特點是,外力分布在整
個體積中。
3.結構的類型
3.結構的類型
3.結構的類型
框架結構:通常是指結構體由細長
的構件組成的結構,其特點是,
支撐空間而不充滿空間
3.結構的類型
3.結構的類型
受力情況:空間框架體。如鐵塔架,腳手架,建筑框架體。
3.結構的類型
3.結構的類型
殼體結構:通常是指層狀的結構。
它的受力特點是,外力作用在
結構體的表面上。
3.結構的類型
3.結構的類型
大多數現代建筑物是由若干種基本結構類型組合而成的,往往整體是框架結構,地基、柱等是實體結構,有的是建筑的屋頂則是殼體結構。
3.結構的類型
自行車也是由若干基本結構類型組合而成的。其中,承重部分是框架結構,擋泥板是殼體結構,腳踏與鏈輪之間是傳動結構(屬于機械結構)等。
3.結構的類型
從力學角度分析化工生產中常用的高壓氣罐為什么多采用球體或近似球體?
問題:
因為高壓氣罐內的氣體壓力非常大,采用球體或近似球體結構可以使非常大的壓力分散作用在結構體內側表面上,使氣罐不會損壞。
問題:
自來水管的結構設計為什么設計成圓形的
問題:
自來水管的結構設計成圓形的可以承受比較力大,同時還能節省材料。
問題:
1、廣義結構的定義:事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。
力學的結構的含義: 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。
2、結構的基本受力形式:拉力、壓力、彎曲力、剪切力、扭轉力 。
3、技術領域中的結構設計:研究物體的結構,使之可以承受更大的力。
小 結
為了測試牛皮紙(長100mm,寬10mm)的拉力,請你設計一個試驗,并寫一份完整的試驗報告。
課堂練習
試驗名稱
試驗目的
試驗準備
試驗步驟
試驗記錄
試驗總結
問題:
下圖是兩位同學制作的筷子支架結構。為什么右邊這個只能支撐一個5千克的鉛球,而左邊這個卻能支撐兩個共8千克的鉛球?請分析原因。
為了測試牛皮紙(長100mm,寬10mm)的拉力,請你設計一個試驗,并寫一份完整的試驗報告。
課堂練習
試驗名稱:牛皮紙拉力試驗(或牛皮紙抗拉試驗)
試驗目的:測試牛皮紙拉力(或測試牛皮紙抗拉強度)
試驗準備:牛皮紙、剪刀、尺子、強力夾子兩個、鉤碼若干、鐵架臺、螺旋測微儀
試驗步驟:
(1)用剪刀把牛皮紙剪成長100mm,寬10mm 的紙條。
(2)紙條兩端用強力夾子夾住,上端掛在鐵架臺上,下端掛鉤碼,直至紙條拉斷。
(3)計算鉤碼的重量。
(4)用螺旋測微儀測量紙的厚度,并求出牛皮紙極限應力大小。
試驗記錄:記錄每次掛的鉤碼的重量,并計算紙條拉斷時極限應力。
試驗總結:通過試驗和計算可以知道牛皮紙抗拉強度。
問題:
分析:因為結構的強度與結構的形狀有關。
左邊的結構內部有三角形支撐結構,所以它的
強度更強,能支撐2個鉛球。而右邊結構的內
部沒有三角形支撐結構,所以它只能支撐1個
鉛球。左邊的結構更加穩定,因為它的支撐面
積比右邊的大。
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