資源簡介

(共57張PPT)
常見結(jié)構(gòu)的認識
結(jié)構(gòu)：是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。
構(gòu)成結(jié)構(gòu)的這些組成部分稱為構(gòu)件
自然界：植物、動物、礦物質(zhì)、自然現(xiàn)象等也有其特定的結(jié)構(gòu)。
恐龍骨骼
蜂巢
蜂巢由工蜂筑造
蜂巢的結(jié)構(gòu)用材最少，
容積最大
蜂房是六角形的，0.073毫米的巢壁，蜂房微微向內(nèi)傾斜，排列成行，但彼此嵌合得天衣無縫，構(gòu)成一個整體，牢固無比。重40克的蜂房，卻能容納2000克蜜蜂。
蜂巢的結(jié)構(gòu)精巧又美觀
蜂巢由一個個排列整齊的六棱柱形小蜂房組成，每個小蜂房的底部由3個相同的菱形組成，這些結(jié)構(gòu)與近代數(shù)學(xué)家精確計算出來的——菱形鈍角109。28’，銳角70。32’完全相同，是最節(jié)省材料的結(jié)構(gòu)，且容量大、極堅固，令許多專家贊嘆不止。人們仿其構(gòu)造用各種材料制成蜂巢式夾層結(jié)構(gòu)板，強度大、重量輕、不易傳導(dǎo)聲和熱，是建筑及制造航天飛機、宇宙飛船、人造衛(wèi)星等的理想材料。被應(yīng)用于飛機的羽翼以及人造衛(wèi)星的機壁 還有益于隔音和隔熱。因此，現(xiàn)在的航天飛機、人造衛(wèi)星、宇宙飛船在內(nèi)部大量采用蜂窩結(jié)構(gòu)，衛(wèi)星的外殼也幾乎全部是蜂窩結(jié)構(gòu)。
形形色色的結(jié)構(gòu)給了人們無限
的創(chuàng)造靈感和啟示.通過對自然界中結(jié)構(gòu)的分析和研究,人們將其成果應(yīng)用到技術(shù)領(lǐng)域,更好地服務(wù)人類.
馬上行動
　　生產(chǎn)生活中還有哪些產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)是受到自然界事物結(jié)構(gòu)的啟發(fā)而設(shè)計的？
瑞士的喬治 德梅斯特拉爾（Georges de mestral）工程師十分酷愛郊游與打獵，在1948年秋季的某一天打獵回來，發(fā)現(xiàn)他的衣服上粘著一些鬼針草（牛蒡草）的種子，若要除去這些鬼針草的種子是非常麻煩的事，這引起了他的極大興趣，他便從衣服上取下一顆種子在放大鏡下仔細觀察，發(fā)現(xiàn)在種子上的芒毛有一個個小鉤子，正是這些小鉤子抓住了衣服上的紗線。由此他突發(fā)奇想，如果能在帶子上也產(chǎn)生這些類似的小鉤子，它不就也可以使布帶相互搭接代替鈕扣和拉鏈了嗎？在鬼針草種子的啟示下，他經(jīng)過8年的精心研究，于1956年終于設(shè)計了定型的產(chǎn)品，宣告了尼龍搭扣帶的誕生
蒼耳子 　植物形態(tài)　一年生草本，三角狀卵形，先端銳尖，基部心形。邊緣有缺刻或3～5淺裂，有不規(guī)則粗鋸齒，兩面有粗毛；頭狀花序頂生或腋生，雌雄同株，雄花序在上，球形，花冠筒狀，5齒裂；雌花序在下，卵圓形，外面有鉤刺和短毛。花期7～10月，果期8～11月。 生于荒地、山坡等干燥向陽處。分布于全國各地。
應(yīng)用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　.用于不聞香臭、時流濁涕，鼻淵頭痛，外感風(fēng)寒，惡寒無汗，風(fēng)寒頭痛。本品溫和疏達，味辛散風(fēng)，苦燥濕濁，通竅止痛，常配伍辛夷、白芷、薄荷同用，即蒼耳子散。
案例1
與尼龍搭扣
案例2
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翅膀結(jié)構(gòu)，飛機原型源于飛鳥形體結(jié)構(gòu)的仿生。
中國的大飛機在研制中
鷹眼
與導(dǎo)彈跟蹤系統(tǒng)
大自然是最完美的設(shè)計師
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世界上任何事物都存在結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)無處不在。
技術(shù)領(lǐng)域：鉛筆、剪刀、服裝、汽車、樓
房、橋梁等一切產(chǎn)品都具有特定
的結(jié)構(gòu)。
社會領(lǐng)域：一個政黨、一個班集體、一首歌、
一句話、一種學(xué)習(xí)方法等也具有其
特定的結(jié)構(gòu)。
……
①趙州橋在主拱的上邊兩端又各加設(shè)了二個小拱，目的是 ：節(jié)省材料，減少橋身自重，增加橋下河水的泄流量。
②我國古代石橋拱形大多為半圓形，而趙州橋采用圓弧拱形式，這樣做的目的是：減低了橋的高度，減少了修橋的石料與人工，便于橋面通行，又使橋體非常美觀，很像天上的長虹。
活動一.用三張相同的紙,分別制作出高和側(cè)面積相等的三棱體、四棱體和圓柱體。測試哪個物體的結(jié)構(gòu)放進筆的數(shù)量最多？
化工生產(chǎn)中常用的高壓氣罐為什么多采用球體或近似球體？
結(jié)構(gòu)影響著性質(zhì)和功能。
結(jié)構(gòu)方面存在的一個小問題也許會導(dǎo)致一個重大事故的發(fā)生。
卓越的結(jié)構(gòu)是設(shè)計者和制造者的追求。
1900年，連接加拿大Winnipeg市和Moncton市的魁北克大橋開始修建，這座橋橫跨圣勞倫斯河，是加拿大國家橫貫大陸鐵路的一部分，然而就在這座橋即將竣工之際，悲劇發(fā)生了。1907年8月29日下午5點32分，即將建成的大橋突然倒塌，當場造成了至少75人死亡，多人受傷。事故調(diào)查顯示，這起悲劇是由工程師在設(shè)計中一個小的計算失誤造成的。1913年，這座大橋的建設(shè)重新開始，然而不幸的是悲劇于1916年9月再次發(fā)生。，1917年，在經(jīng)歷了兩次慘痛的悲劇后，魁北克大橋終于竣工通車，這座橋至今仍然是世界上最長的懸臂跨度大橋。
1922年，在魁北克大橋竣工不久，加拿大的七大工程學(xué)院一起出錢將建橋過程中倒塌的殘骸全部買下，并決定把這些親臨過事故的這些鋼材打造成一枚枚戒指，發(fā)給每年從工程系畢業(yè)的學(xué)生。為了體現(xiàn)是代表橋坍塌的殘骸，戒指被設(shè)計成被扭曲的鋼條形狀，用來紀念這起事故和在事故中被奪去的生命。于是，這一枚枚戒指就成為了后來在工程界聞名的工程師之戒(Iron Ring)。
07.8.13湖南湘西自治州鳳凰縣境內(nèi)鳳大公路(湖南鳳凰至貴州銅仁大興機場)堤溪段大橋突然垮塌
大橋坍塌的原因是什么？
設(shè)計師擅自改變橋的結(jié)構(gòu)。
為什么改變橋的結(jié)構(gòu)會造成塌陷呢？
因為，不合理的結(jié)構(gòu)會使結(jié)構(gòu)或材料所受到的外力超過其承受的極限。
結(jié)構(gòu)與力
當一個結(jié)構(gòu)受到外力作用時,內(nèi)部各質(zhì)點之間的相互作用會發(fā)生改變, 產(chǎn)生一種抵抗的力 , 稱為內(nèi)力。
受力構(gòu)件的單位橫截面上所產(chǎn)生的內(nèi)力稱為應(yīng)力。用公式表示應(yīng)力為：σ =F/s, 其中 ,F 是內(nèi)力 ,S 是受力面積 , σ是應(yīng)力。
一個火腿腸，如何在中間截為兩段？
用工具：（1）刀切開
（2）剪刀剪開
空手： （3）掰彎
（4）扭斷
（5）拉斷
構(gòu)件受到拉力和壓力的作用
構(gòu)件受到扭轉(zhuǎn)力的作用
構(gòu)件受到彎曲力的作用
若一個物體承受與之垂直的負荷時，一般稱其為梁。受此一負荷后梁必會產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象。
當構(gòu)件承受外力作用時，其一部分發(fā)生滑動或剪斷之傾向時，即會產(chǎn)生剪切力。
兩個距離很近、大小相等、
方向相反、
作用于同一物體上的平行力
提問:梁只是由混凝土材料構(gòu)成的嗎
一般的構(gòu)件都受到多種力的同時作用。
壓力
拉力
壓力
拉力
一座限重1.5噸的簡單梁式橋，如果要使它的承重增加，該如何改進。
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(zhuǎn)力 反方向向物體兩端均勻施力 ,使物體發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變的力
彎曲力 作用于物體 ,使它產(chǎn)生彎曲的力
構(gòu)件的基本受力形式：
拉力、壓力、彎曲力、剪切力、扭轉(zhuǎn)力
所以從力學(xué)角度來說：
結(jié)構(gòu)是指可承受一定力的架構(gòu)形態(tài), 它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。
活動二、要在教室的墻壁上懸掛
一盆吊蘭，請同學(xué)們設(shè)計一個
懸掛吊蘭的支架。
結(jié)構(gòu)的類型
根據(jù)物體的結(jié)構(gòu)形態(tài)，通常將
結(jié)構(gòu)分為實體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)
和殼體結(jié)構(gòu)三種基本類型
實體結(jié)構(gòu)：通常是指結(jié)構(gòu)體本身是
實心的結(jié)構(gòu)。它的受力
特點是，外力分布在整
個體積中。
框架結(jié)構(gòu)：通常是指結(jié)構(gòu)體由細長
的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)，其特點是，
支撐空間而不充滿空間
受力情況：空間框架體。如鐵塔架，腳手架，建筑框架體。
埃菲爾鐵塔是現(xiàn)代巴黎的標志,是一座于1889年建成位于法國巴黎戰(zhàn)神廣場上的露空結(jié)構(gòu)鐵塔，高320米。埃菲爾鐵塔得名于它的設(shè)計師橋梁工程師居斯塔夫埃菲爾。鐵塔設(shè)計離奇獨特，是世界建筑史上的技術(shù)杰作，因而成為法國和巴黎的一個重要景點和突出標志。埃菲爾鐵塔分為三層，從塔座到塔頂共有1711級階梯，分別在離地面57米、115米和276米處建有平臺
殼體結(jié)構(gòu)：通常是指層狀的結(jié)構(gòu)。
它的受力特點是，外力作用在
結(jié)構(gòu)體的表面上。
雞蛋承載實驗
想一想：為什么雞蛋能夠承受如此大的壓力？（10頁）
悉尼歌劇院
國家大劇院在建設(shè)中
受力特點：外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面上，如建筑，汽車外殼，貝殼。
1、狩獵者從灌木叢走過，褲子沾滿了令人討厭的蒼耳子。仔細觀察蒼耳子，它的表面布滿了許多小刺，每根刺上都有細細的倒鉤，碰到纖維的衣物，便粘在上面。瑞士的喬爾吉·朵青斯經(jīng)過8年的研究，根據(jù)蒼耳子的結(jié)構(gòu)發(fā)明了（ ）
A、拉鏈 B、尼龍搭扣 C、魚 D、飛機
2、分析下列物體的結(jié)構(gòu)類型，哪個屬于實體結(jié)構(gòu)。（ ） 　A．電燈泡 B．乒乓球 C．橡皮檫 D．籃球
5、我們所用的板凳屬于（ ）結(jié)構(gòu)。
A實心結(jié)構(gòu) B框架結(jié)構(gòu) C空心結(jié)構(gòu) D殼體結(jié)構(gòu)
3、分析下列物體的結(jié)構(gòu)類型，判斷哪個不屬于殼體結(jié)構(gòu)。（ ） A、西瓜 B、圓形陶瓷飾品 C、貝類 D、金字塔
4、一個較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)由許多不同的部分組成，這些組成部分通常稱為 。如自行車的車輪、氣門等。
課堂小結(jié)
1、結(jié)構(gòu)的定義：事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。
2、結(jié)構(gòu)所受力的類型：拉力、壓力、彎曲力、剪切力、扭轉(zhuǎn)力 。
3、技術(shù)領(lǐng)域中的結(jié)構(gòu)設(shè)計：研究物體的結(jié)構(gòu)，使之可以承受更多的力。

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