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結構與設計
1、結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配
和排列。（廣義）
結構的含義　　　
結構的各個組成部分稱為構件。
如自行車的車輪，它是由輻條、輪胎、車圈、氣門等構件組成的。
2、結構是指可承受一定力的架構形態，簡單地說，結構是為了承受力和抵抗變形。（力學）
實體結構
框架結構
殼體結構
結構的常見類型　　　
1 實體結構
結構體是實心的。
受力情況：外力分布在整個體積中。主要承受壓力。
舉例：實心墻、實心柱、實心球。
2 框架結構
由細長的構件組成。
受力情況：支撐空間卻不充滿空間。 可以承受壓力和拉力等。
3 殼體結構
受力特點：外力作用在結構體的表面上。特別是當頂部受到壓力時，它能將力均勻擴散。
1、根據物體的結構形態，通常將結構分為實體結構、框架結構和殼體結構。下列物體屬于殼體結構的是（ ）。
①安全帽②書本③貝殼④腳手架
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
2、趙州橋，橋長64．40米，跨徑37．02米，是當今世界上跨徑最大、建造最早的單孔敞肩型石拱橋。因橋兩端肩部各有二個小孔，不是實的，故稱敞肩型，這是世界造橋史的一個創造。按結構形態分類，該橋應為(　　)結構。
A．殼體結構 B．實體結構
C．框架結構 D．組合結構
B
D
物體的結構類型
大多數現代建筑物的結構是組合結構。往往整體是框架結構，地基、柱等是實體結構，有的建筑的屋頂是殼體結構。
從力學的角度來說，結構是指可承受一定力的架構形態，簡單地說，結構是為了承受力和抵抗變形。
結構與力　　　
當一個結構受到外力作用時,內部各質點之間的相互作用會發生改變, 產生一種抵抗的力 , 稱為內力。
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。
當結構中任一部分的應力達到材料的某種極限值時, 結構就會遭到破壞。
拉力：物體所承受的拉拽力。
拔河！
基本受力形式
壓力：擠壓物體的力。
趁熱打鐵！
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的力。
修理草坪！
彎曲力：作用于物體，使它產生
彎曲的力
釣 魚！
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。
擰干衣服！
1、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 D．內力
2、在日常生活中，剪指甲時和擰衣服時，指甲和衣服主要受力形式是(　　)
A．剪切力和扭轉力B．壓力和彎曲力　
C．彎曲力和壓力 D．壓力和扭轉力
D
A
3、在舉辦運動會的時候，運動員在單杠上做大回環姿勢時，會使杠體產生（ 　）變形。
A．拉伸 B．彎曲
C．壓縮 D．斷裂
4、用打氣筒給自行車打氣時，打氣筒活塞桿的受力形式是：（　　）
A．始終承受拉力 B．始終承受壓力
C．下壓時承受壓力 D．上提時承受壓力
B
C
5、上刀梯是是湘西苗族的傳統活動，表演者為保證腳不受割傷，必須力求腳底面垂直落在刀刃上，絕不滑動。此時腳底面承受（ ）。
A．拉力 B．壓力 C．剪切力 D．彎曲力
上刀梯不被刀子劃出血是有技巧的。利用了生活上的常識：凡是鋒利的刀，只有來回才會劃開皮膚，或者使勁才能切開皮膚。上刀梯者明白這個道理，所以腳一踩在刀口上就不動；上時腳板盡量用后跟最硬部分踩刀口，之前用帶子勒緊了腰，使大部分力量集中在反握利刃的雙手上，盡量減輕腳的壓力；再者上刀梯前腳板被藥酒擦過，變得又硬又滑，更不容易劃破皮膚了。
B
結構的穩定性(Stability)是指結構在負載的作用下維持其原有平衡狀態的能力。
結構的穩定性　　　
穩定性
支撐面
重心
形 狀
穩定性的主要影響因素
結構穩定的條件
運動狀態下與靜止狀態下物體的穩定條件有所不同
重心所在點的垂線落在結構底面的范圍內，就是穩定的。
1、影響結構穩定性的因素有（　　）。
①物體的形狀。②材料。③材料之間的聯接方式。④物體重心的位置。
A．①②③ B．②③
C．①④ D．①②③④
2、走鋼絲的人手上拿著一條長棒的目的是（ ）
A．美觀 B．調節重心 C．保護 D．支撐
C
B
3、（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
D
4．現實生活中的藝術品可是說是數不勝數。比如：不倒翁，它在某些藝術家的眼中被稱為是“幽默的線條”。原因總是“不倒”，那么我們看其“不倒”的原因是（ 　）。
A．構成其材料的強度大。
B．其形狀美觀性較好。
C．其重心低。
D．其重心低，并且底面是光滑的弧面。
D
5、為了使板凳更穩定，不宜采取的方法是(　　)
A．把板凳腿都縮短一點
B．把板凳腿適當加粗
C．把板凳腿下端用木條連接起來　
D．把板凳上表面的面積加大
D
6、人們利用啤酒瓶倒置來預報地震，主要是根據啤酒瓶倒置時，它是根據（　　）原理實現的。
A．重心下移，穩定性降低
B．重心上移，穩定性降低
C．重心下移，穩定性增加
D．重心上移，穩定性增加
B
7、在日常生活中，你所見到的以下哪一個結構是不屬于利用不穩定的結構實現某些功能的。（ ）
A．游樂設施的蹺蹺板功能結構；
B．房間門口的活頁功能結構；
C．學校運動場的籃球架結構；
D．圓珠筆的筆嘴結構。
C
結構的強度是指結構具有的抵抗被外力破壞的能力。
結構的強度　　　
結構強度與穩定性的區別
穩定性：指在外力的作用下不容易翻倒
強度：指在外力的作用下結構體本身遭到破壞
影響結構強度的主要因素
強度
連接方式
材料
形 狀
去掉這根鐵棒行嗎？
形 狀
鉆石的結構
不同形狀的橫截面構件所能承受力的程度不同
木頭
塑料
金屬鐵
材 料
鉸連接——被連接的構件在連接處不能相對移
動，但能相對轉動。
剛連接——既不能相對移動，也不能相對轉動。
連接方式
馬上行動
請回答：在自行車各部件之間的連接中，
三角架屬于 連接；
剎車連桿之間屬于 連接；
輻條與鋼圈之間屬于 連接。
剛
鉸
剛
結構強度
結構的連接
結構的形狀
結構的材料
小試身手
1、吊蘭支撐架使用三角形支架結構，而不用由一根直桿挑起的結構，這說明以下哪個因素（ ）影響著結構強度？
A．材料 B．形狀
C．構件 D．連接方式
B
2、分別在一根竹竿和一根同樣尺寸的脆性塑料桿上不斷加掛相同質量的重物，竹竿比脆性塑料桿能掛更多重物而不會斷裂，說明在這個試驗中影響結構的強度主要是：（ ）
A．材料
B．結構的形狀
C．構件橫截面形狀
D．構件的連接方式
A
3、某些支撐陽臺的梁做成如下圖所示形狀，這主要是出于對（ 　）的考慮。
A．美觀 B．強度 C．安裝 D．穩定性
墻體
臺面
挑梁
B
4、使用A字形（人字）梯，往往在梯子中間用一根拉桿或繩子固定，其主要目的是（ ）
A．增加梯子強度
B．減小人對梯子的壓力
C．增加梯子的穩定性
D．促使梯子美觀
C
典型結構案例
梁、拱結構的受力P17-20
拱結構既有利于承載，又美觀。
如：禮堂、展覽館、體育館、火車站、飛機庫等的大跨屋蓋承重結構 多為拱形結構。
1、中生代巨型爬行動物恐龍身長20米，體重三四十噸，但它的身體卻未被自己的體重壓垮，其主要原因是（ ）
A．恐龍的骨骼粗大
B．恐龍的肌肉發達
C．恐龍身體成拱形結構
D．恐龍很少運動
C
2、鋼筋混凝土梁中混凝土主要是起著抗壓的作用，而鋼筋主要是起抗拉的作用，如右圖，樓板和陽臺的加固鋼筋位置都安裝正確的是（ ）
B
結構不僅是事物存在的一種形式，而且對事物的功能和作用產生著直接影響，結構的改變可能導致功能的變化。
結構與功能　　　
結構設計應考慮的主要因素　
在自行車家族中，有性能各異的不同車型。如裝有輔助小輪的童車、雙梁載重車、彎梁女式車、雙坐雙蹬的雙人車等，這些特殊功能的實現，是因為設計者改變了（ 　　）
A．車的自重 B．車的材料
C．車的結構 D．車的大小
C

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