資源簡介

(共108張PPT)
“必修2”
是一門什么課程 ？
　　我們將要學習的通用技術必修2, 應用廣泛, 具有寬廣的遷移價值。
　　　　　　　“結構與設計”
　　　　　　　“流程與設計”
　　　　　　　“系統與設計”
　　　　　　　“控制與設計”
　　這四個主題都是具體的、通用的技術, 它們具有典型意義, 并與技術的發展密切相關聯。
　　學習這些技術與設計的基本思想和基本方法, 將使我們終身受益。同時也將使我們適應新世紀的科技發展、知識經濟發展以及社會可持續發展的需要,成為有用的人才。
技術與設計Ⅱ
第一章 結構與設計
第四章 控制與設計
第三章 系統與設計
第二章 流程與設計
常見結構的認識
閉環控制系統的干擾與反饋
控制系統的設計與實施
控制系統的工作過程與方式
控制的手段與應用
系統的結構
系統的分析
系統的設計
經典結構的欣賞
生活和生產的流程
流程的設計
流程的優化
穩固結構的探析
簡單結構的設計
第一節　初識結構
教學目標
1、了解結構的含義，能從力學角度理解結構的概念和一般分類。
2、能對生活中常見的簡單結構實例進行歸類，能指出三種結構的不同應用場合。
結構(Structure)
無處不在
世界上任何事物都存在著結構，結構多種多樣且決定著事物存在的性質。
在自然界、在技術領域、在社會領域等普遍存在著結構。
同樣是水，有液態、氣態、固態.
同樣是碳，但有最硬的固體金剛石和最軟的固 體石墨存在.
　 注：本教材中的結構只限定在“技術領域” 。
用同樣的制作材料，做出來的結構不同的小凳，就會有不同的特性。
一、無處不在的結構
自然界中
第一節 初識結構
一、無處不在的結構
自然界中
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，這些結構與近代數學家精確計算出來的——菱形鈍角109。28’，銳角70。32’完全相同，是最節省材料的結構，且容量大、極堅固，令許多專家贊嘆不止。人們仿其構造用各種材料制成蜂巢式夾層結構板，強度大、重量輕、不易傳導聲和熱，是建筑及制造航天飛機、宇宙飛船、人造衛星等的理想材料。
第一節 初識結構
細胞
蜘蛛網
人體結構圖
恐龍骨骼
雪 花
結構無處不在——自然領域
蜘蛛網
結構無處不在——自然領域
樹
樹
　應縣佛宮寺釋迦塔位于山西省朔州市應縣城內西北佛宮寺內，俗稱應縣木塔。建于遼清寧二年（公元1056年），金明昌六年（公元1195年）增修完畢。是我國現存最高最古的一座木構塔式建筑，也是唯一一座木結構樓閣式塔，為全國重點文物保護單位。
　　木塔位于寺南北中軸線上的山門與大殿之間，屬于“前塔后殿”的布局。塔建造在四米高的臺基上，塔高67.31米，底層直徑30.27米，呈平面八角形。第一層立面重檐，以上各層均為單檐，共五層六檐，各層間夾設暗層，實為九層。因底層為重檐并有回廊，故塔的外觀為六層屋檐。各層均用內、外兩圈木柱支撐，每層外有24根柱子，內有八根，木柱之間使用了許多斜撐、梁、枋和短柱，組成不同方向的復梁式木架，整個建筑沒用一顆釘子。有人計算，整個木塔共用紅松木料3000立方，約2600多噸重，整體比例適當，建筑宏偉，藝術精巧，外形穩重莊嚴。
應縣木塔
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
卓越的結構是設計者和制造者的重要追求
結構無處不在——技術領域
技術領域
汽車
手機
文章的內容結構影響文章的表達效果和質量
企業的人員結構關乎企業的運行和效率
經濟結構將影響國家經濟的發展前景
結構無處不在——社會領域
什么是結構？
廣義上：結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。
結構的各個組成部分稱為構件。
承載遺傳信息的DNA雙螺旋結構
眾多堿基對的排列,決定了各種生物的特性。
結構決定著事物存在的性質
金剛石與石墨
結構的本質：為了承受力和抵抗形變并增加穩度
思考:人類是如何通過對自然界中結構的分析和研究,將其成果應用到技術領域,從而更好地服務于人類
蒼耳子與尼龍搭扣
鳥與飛機
鷹眼與導彈跟蹤系統
蒼耳子 　植物形態　一年生草本，三角狀卵形，邊緣有缺刻或3～5淺裂，有不規則粗鋸齒，兩面有粗毛；它的表面布滿了許多小刺，每根刺上都有細細的倒鉤，碰到纖維類的衣物，便粘在上面。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。
應用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　用于不聞香臭、時流濁涕，鼻淵頭痛，外感風寒，惡寒無汗，風寒頭痛。本品溫和疏達，味辛散風，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構，飛機原型源于飛鳥形體結構的仿生。
中國的大飛機在研制中
鷹眼
與導彈跟蹤系統
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
生產生活中還有哪些產品的結構是受到自然界事物的啟發而產生的。
蜂窩紙板
蜂窩式抽屜整理格
馬上行動
在生產生活中那些產品的結構是受到自然物體的結構的啟發而產生的
The Question是reebok為艾弗森設計的第一雙鞋。 整雙鞋采用reebok的[Hexalite]（蜂巢）技術，利用獨特的六角形幾何連接結構，將受力均勻分散，進行很有效的緩震。后掌采用一整片蜂巢緩震材料，將鞋底和側面完全包裹，增加了穩定性。
此款鼠標墊的內部結構為仿蜂巢設計，這一設計大大降低了鼠標墊的重量，卻不影響鼠標墊的韌性。蜂巢結構設計保障了鼠標墊的結構穩定，使用再久也不會發生變形。
“德耳塔7運動”(Delta 7 Sports) 公司在他們推出的Arantix山地自行車上，典型的質密圓柱管形材料被可通風、可看穿的網格結構所取代。這種網狀結構由碳纖維合成物編織而成，并用凱夫拉爾繩(纖維B)進行捆綁。雖然這張“蜘蛛網”看起來可能很脆弱，但這種名為“IsoTruss”的碳纖維合成物強度上卻要勝過鋼、鋁和鈦，甚至比質密的的碳合成物還要堅固——當前的超輕型自行車車架一般都使用這種材料。
使用者將產品對準歹徒，扣動板機，擊發彈點擊后，形成巨大的推動力，將產品前置的捕捉網發射出去，在10米的范圍內將歹徒罩住，使歹徒無法奔跑，且越動網罩越緊。在10米左右的范圍內，對準歹徒發射，張開的巨大網罩能準確地罩住歹徒，成功率高達98%以上。網為高強度尼龍絲編織而成，具有重量輕、韌性強、不易損壞等特點，能牢牢地罩住歹徒。
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。事故調查顯示，這起悲劇是由工程師在設計中一個小的計算失誤造成的。1913年，這座大橋的建設重新開始，然而不幸的是悲劇于1916年9月再次發生。，1917年，在經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，發給每年從工程系畢業的學生。然而由于當時技術的限制，橋梁殘骸的鋼材無法被打造戒指。于是這些學院只好用其它鋼材代替。不過為了體現是代表橋坍塌的殘骸，戒指被設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)。這枚戒指要戴在小拇指上，作為對每個工程師的一種警示。
魁北克大橋的坍塌
魁
北
克
大
橋
的
坍
塌
警鐘
結論:結構影響著它們的性質和功能,結構方面存在的一個小問題也許就會導致重大事故的發生。
合理的結構是事物存在的基礎
2008年湖南郴州發生50年來罕見的我國南方大部分地區出現持續低溫、雨雪和冰凍極端天氣且持續不斷大雪災，三位電力工人在進行搶修的時候因輸電鐵塔倒塌，犧牲了自己年輕的生命······
1 實心結構：定義？
受力情況：承受的力分布在整個體積中。如：大壩、實心墻、實體物。
結構類型
特點：外力分布在整個體積中；幾何外形簡單，通常有桿（柱）、板、體等之分。
特點
1、能承受較大壓力。
2、幾何外形簡單。
長
城
大壩
埃及法老像
錘子
2 框架結構：定義？
受力情況：空間框架體。如鐵塔架，腳手架，建筑框架體。
框架結構
通常是指結構體由細長的構件（梁、柱、桿、管……）組成的結構。
　　如鐵塔架、窗戶、自行車架等等。
埃
菲
爾
鐵
塔
框架結構
建筑框架
建筑用腳手架
特點
１、支撐空間卻不充滿空間。
２、幾何外形較復雜。
３、制作方便、省料。
特征：幾何外形復雜，能承受水平和垂直荷載。
3 殼體結構：定義？
國家大劇院在建設中
受力特點：外力作用在結構體的表面上，如：建筑，汽車外殼，貝殼。
蛋殼對于壓力的承受力是驚人的。人人皆知的是，在中國雜技佳作中，不僅有人踩雞蛋的節目，更有提起兩桶水踩蛋的精彩表演。這是巧妙地利用蛋殼承受壓力能力的一個極好的例子。蛋不僅是整個生物界最大的單體細胞，以現代技術和工程知識系統的眼光來看，它還是一個集工程學、建筑學、防衛戰略、保存能量和使空間利用達到最佳化與將其最完美結合于一身的大自然的絕妙之作。
結構特征：殼體內空，受力合理，形態穩定。
如：飲水杯、儲水壺、車廂、大油罐等
殼體結構
　　殼體結構通常是指內部中空的結構。
　　如貝殼、頭盔、汽車飛機的外殼等等。
雞蛋承載實驗
想一想：為什么雞蛋能夠承受如此大的壓力？
特點
１、外力作用在結構體的表面上。
２、受力均勻、形態穩定。
中國國家大劇院
悉尼歌劇院
安全帽
燈泡
悉尼歌劇院
羅浮宮
4 組合結構
課桌椅
書柜
想一想：學校體育館都由那些基本結構
組成？
在生產和生活實際中，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。
在這副圖中，你看到了什么類型的結構？
埃
菲
爾
鐵
塔
錘
子
砧板
中國國家大劇院
帳篷
燈
泡
課桌椅
書 柜
本 節 小 結
根據物體結構形態在受力時承受和傳遞力的方式差別
實心結構
框架結構
殼形結構
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。
建筑靚圖觀賞
臺北市的101大樓
東海大橋
海底五星級豪華賓館
東海大橋全長32.5公里世界第一長
東海大橋通航孔
江陰長江公路大橋
（纜索結構）
桁架結構
上海盧浦大橋
（桁架結構）
迪拜塔
哈利法塔高828米160層比臺灣101高320米
當堂訓練當堂達標：
1．如圖所示的結構中，不屬于殼體結構的是
A．安全帽 B．電飯煲 C．窗臺護欄 D．天文臺穹頂
2．分析下列物體的結構類型，判斷哪個屬于實體結構。
（ ） 　 　A．電燈泡 B．乒乓球 C．橡皮檫 D．籃球 3．在日常生活中物體由不同的結構組成，根據物體的
結構形態通常將結構分為 ______ 結構、______結構、
_______ 結構。
4.《學習與探究活動手冊》一~四題
5.2008年1月我國南方遭遇了50年一遇的雪災，很多災區的輸電塔覆冰垮塌，給災區人民帶來了嚴重的后果。從結構的類型看，這些輸電塔屬于 （ ）
A．實體結構 B．框架結構
C．殼體結構 D．柱形結構
礦泉水瓶小制作
6、利用礦泉水瓶，你能做出什么東西？

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