資源簡介

(共39張PPT)
1 結構的含義 Ⅰ
2 結構的類型 Ⅰ
3 結構的受力 Ⅰ
4 結構的強度 Ⅱ
5 結構的穩定性 Ⅱ
6 結構與功能 Ⅰ
7 結構設計應考慮的主要因素 Ⅰ
8 結構設計方案 Ⅱ
9 結構模型或原型制作 Ⅱ
10 結構設計案例的評價 Ⅱ
本單元知識高考要求
結構與設計
1 結構的含義(Ⅰ)
從廣義上講，結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。包括技術領域（鉛筆、剪刀、服裝、汽車、樓房、橋梁等一切產品都具有特定的結構）和社會領域（一個政黨、一個班集體、一首歌、一句話、一種學習方法等也具有其特定的結構）。
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。
一個復雜的結構由許多不同的部分組成，結構的各個組成部分通常稱為構件。
下列結構不是受自然界事物結構啟發而產生的是( )
A.北京奧運會”鳥巢” B.導彈跟蹤系統
C.防毒面具 D.手表
(A.燈泡 B.乒乓球 C.鋸子 D.籃球架)
D
2 結構的類型(Ⅰ)
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三種基本類型。
實體結構：結構體本身是實心的。它的受力特點是外力分布在整個體積中。如實心墻、大壩。
框架結構：結構體由細長的構件組成的結構。受力特點是支撐空間而不充滿空間。如鐵架塔、建筑用腳手架、廠房的框架。
殼體結構：通常是指層狀的結構。受力特點是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。如
摩托車手的頭盔、飛機的外殼、
貝殼。西瓜
1.下圖所示的結構中,不屬于殼體結構的是( )
C
2.如圖所示的四座橋，其橋梁部分為框架結構（衍架結構）的是( )
B
3 結構的受力(Ⅰ)
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
當應力達到某一極限值時, 結構就會遭到破壞。
F是內力，Ｓ是受力面積，σ是應力。
F
S
σ＝
構件的基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力。
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
內部產生一種抵抗力
用老虎鉗剪斷鐵絲和用剪刀剪斷鐵絲,鐵絲分別受到什么力
壓力
剪切力
T
1.體操運動員在雙杠上翻騰，做出各種優美的動作。請問此時雙杠主要承受( )
A.拉力 B.扭轉力 C.剪切力 D.彎曲力
D
3.如圖所示（見附圖頁）是農民從水井里打水的情景，轆轤套在固定的木軸上，井繩繞在轆轤上，搖動把手使轆轤轉動從而帶動水桶上升，轆轤受到的力主要是( )
A.拉力 B.剪切力
C.扭轉力（扭矩）D.彎曲力（彎矩）
C
4.汽車的傳動軸主要受到的作用力是( ) A.拉力 B.壓力
C.彎曲力 D.扭轉力
D
5.吊扇（圖略)在啟動瞬間，吊桿的主要受力形式有( ) ①拉力②壓力③剪切力④扭轉力
A.①④ B.①② C.①③ D.②③
A
2.晾曬衣服時，通常的做法是在兩根柱子之間系上一根軟繩，如圖所示。在本結構中，柱子主要受到( )
A.彎曲力和扭轉力 B.彎曲力和壓力
C.拉力和重力 D.扭轉力和壓力
B
7.鋼筋混泥土梁中混泥土主要是起著抗壓的作用,而鋼筋主要是起抗拉的作用,如下圖,樓板和陽臺的加固鋼筋位置都安裝正確的是( )
A
A
C
D
B
6.試問：橫桿在A、B、C、D四種情況下所受的力？
人字梁受力分析
梁受力分析
簡支梁
挑出梁
4 結構的強度(Ⅱ)
（1）結構的強度是指結構具有的抵抗被外力破壞的能力。
（2）影響結構強度的主要因素：結構的形狀、使用的材料、構件之間的連接方式等。
結構形狀：各種形狀的橫截面構件，所承受力的程度是不一樣的。三角形是框架結構最基本的形狀之一，結實、穩定、材料最少。在四邊形、六邊形構件中，加上三角形支撐件，就可大大增加構件的牢固程度。
結構的材料：不同材料構成的結構，其強度各不相同。有抗拉力、壓力、剪切力和扭曲力性能的，所以在不同結構不同要求中，選擇不同特性的材料。
結構構件的連接
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：被連接的構件在連接處既不能相對移動，也不能相對轉動，具體有榫接、膠接（黏接）、焊接等。
去掉這根鐵棒行嗎？
形 狀
(外形\構件形狀\截面)
三角形是所有形狀中相對強度比較大的形狀
分析題：觀察分體式空調器壓縮機在戶外墻上的固定，它是通過什么方法加強牢固程度的？能否只用壁掛式方法固定，為什么？
分體式空調器在戶外的固定一般采用鐵架支撐的方式，鐵架由三角形構成，并通過膨脹螺釘固定在墻上，空調主機用螺栓連接固定在墻上。由于空調器主機自身的重力比較大，若像室內的掛機那樣，打入墻體內的膨脹螺釘的強度勢必不足以承受空調主機的壓力而出現斷裂。
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。
我們常用的A形梯不采用鋁合金片，而是采用長方形截面的構件，這說明以下哪個因素能影響著結構的強度（ ） A.材料 B.形狀 C.構件 D.連接方式
B
構件截面形狀與強度
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
連接方式
A
三段木頭制成小凳，有哪幾種連接方式？
（1）
（2）
（3）
（4）
W
（1）
W
（2）
W
（3）
W
（4）
木頭
塑料
金屬鐵
材 料
自行車輪的結構: σ ＝F\S
當應力達到某一極限時，結構就會遭到破壞。
會考題—提高凳腳強度
5 結構的穩定性(Ⅱ)
（1）結構的穩定性是指結構在負載的作用下維持其原有平衡狀態的能力。它是結構的重要性質之一。
（2）影響結構穩定性的主要因素：重心位置的高低、結構與地面接觸所形成的支撐面的大小、結構的形狀等。
穩定性
支撐面
重心
形狀
支撐面≠接觸面
影響結構穩定的主要因素
結構穩定的條件
重心所在點的垂線落在支撐面內
不穩定的結構應用：
１.倒置的啤酒瓶可以預報地震;２.在打水的桶口邊掛一重物，在水面時能自動翻倒打水。
運動狀態下與靜止狀態下物體的穩定條件有所不同
分析題：自行車、電動車停放的時候，有單腳支撐和雙腳支撐的選擇，請你分別對這兩種結構的穩定性進行分析，并給出可能使自行車出現倒地的情況（要求圖文結合回答問題）。
提示：（1）單腳支撐自行車如何保持穩定？（2）雙腳支撐直行車如何保持穩定？（3）單腳、雙腳自行車可能倒地的情況：單腳支撐架的結構中，如果出現支撐腳太長或者太短，或者自行車停放于非水平位置以至于自行車的重心落在三角形外面，或者靠近三角形的邊沿都會導致。
雙腳自行車倒地的情況在于強大的外力推動作用或者自行車停放在非水平位置從而導致重心偏離三角形的內部。
拔河的繩子斷裂
廣告牌被臺風吹倒
廣告牌支撐柱被臺風吹斷
雞蛋在某種情況下可以承受很大的力
掛衣架掛上衣服后橫桿發生較大程度的變形
掛在天花板上的日光燈被風吹的搖搖晃晃
穩定性
強度
強度
強度
強度
穩定性
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
B
分析題：小明發現家里的掛衣架在掛了較多的衣服后，其構件之間會發生松動，并且整個掛衣架有傾倒的趨勢。請問，如何提高掛衣架結構的穩定性和強度
穩定性：降低重心位置——加重底座的重量，增大接觸面積——加大底座與地面形成的支撐面積。
強度：構件間采用剛連接方式，加強固定。采用輕質合金制作掛衣架。
1.小明幫助爸爸選購花盆架，看到市場上有四種花盆架（如圖所示），如果要求穩定性最好，小明應當選擇( )
D
2.影響結構穩定性的因素有( ) ①結構的形狀②
結構的材料③構件之間的連接方式④結構重心的位置
A.①②③ B.②③ C.①④ D.①②③④
D
3.在下列運動器材中,屬于利用不穩定的結構實現某些功能的是( )
A.乒乓球桌 B.羽毛球拍 C.跨欄 D.單杠
C
5.在北京殘奧會上，我們看到了籃球運動員們借助特制的籃球輪椅進行比賽。圖1為普通輪椅，圖2為籃球輪椅。在結構的設計上，籃球輪椅與普通輪椅大相徑庭。設計者是通過以下哪一些方法來增加籃球輪椅的穩定性（ ） ①降低輪椅的重心②選用特制的合金材料③增加輪椅與地面的支撐面積④主體框架采用剛連接
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
圖1
圖2
B
4.下列事實一般情況下可以用穩定性來解釋的是( )
A.使勁的搖晃雞蛋之后,就有可能使雞蛋立起來
B.雞蛋在某種情況下可以承受很大的外力
C.不用敲破,旋轉一下,可以判斷是熟雞蛋還是生雞蛋
D.蛋形椅是模仿雞蛋的不穩定性而設計成的
A
6 結構與功能(Ⅰ)
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。結構的變化可能導致功能的變化。
1.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、雙座雙蹬的雙人車等，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
提示:結構對事物的功能和作用產生直接影響,結構改變可能導致功能的變化。
2.要使客廳的茶幾更具有欣賞價值,我們應該側重改變茶幾的( )
A.功能 B.造型 C.安全 D.強度
B
7 結構設計應考慮的主要因素(Ⅰ)
結構設計應以一種或幾種功能的實現為基本目標，應滿足設計規范，滿足使用者的基本需要。
相框
防盜門
不同的結構設計，應考慮的因素各有側重。
無論在哪一類用途的設計中,安全都是至關重要的因素
8 結構設計方案(Ⅱ)
理解結構與功能的關系，在考慮結構設計的主要因素基礎上，能對一個簡單對象進行結構設計，繪出簡單的設計圖紙。
（1）結構的設計一般有以下步驟(簡單結構的設計過程):
①設計項目；②設計要求：達到什么樣的功能，具有一定的穩定性和強度、裝飾性、尺寸要求等；③設計分析：分析結構的組成部分、連接方式等；④設計準備：所用材料、工具等；⑤設計方案：可形成幾種方案。 ⑤呈現草圖
（2）幾種典型案例：①簡易相片架（相框）的設計;②壁掛式簡易衣帽架（衣架）原型設計與制作;③秋千模型結構設計。（又：設計雨傘架、垃圾桶、鞋柜、筆桶等）
例：下雨天同學們都帶雨具到教室，但沒有地方放，請你設計一個“雨具架”用于放雨傘。要求：1、結構簡單、穩固、易于制作；2、便于擺放在教室中；價格低廉。
設計內容：1、用草圖及文字說明設計方案；2、說明選用的材料、結構、連接方式；3、說明作品的特點。
9 結構模型或原型制作(Ⅱ)
10 結構設計案例的評價(Ⅱ)
結構設計可以從技術與文化兩個角度進行評價：
（1）技術角度主要有：結構的使用功能的實現；結構的穩固耐用；結構造型設計的創意和表現力；材料使用的合理性；工藝制造（施工）的精湛程度等。（2）文化角度主要有：結構的文化寓意與傳達；公眾認可的美學原則；反映的時代、民族、習俗方面的特征；結構的個性特征等。
典型案例：飛檐、蛋形椅，具體評價見書本P031~033
制作流程：
相框制作
支架制作
連接
結構模型或原型制作的一般步驟
1.斗拱是中國古代建筑上特有的構件，它的產生和發展有著非常悠久的歷史。斗拱位于柱與梁之間，向外出挑，可把最外層的桁檐挑出一定距離，構造精巧，造型美觀，如盆景，似花蘭。請從技術和文化兩個方面進行評價。
斗拱在中國古建筑起著十分重要的作用，主要有三個方面：⑴它位于柱與梁之間，由屋面和上層構架傳下來的荷載，要通過斗拱傳給柱子，再由柱子傳到基礎，因此，它起著承上啟下，傳遞荷載的作用；⑵它向外出挑，可把最外層的桁檀挑出一定距離，使建筑物出檐更深遠，造型更優美、壯觀。⑶它構造精巧，造型美觀，如盆景，似花蘭，又是很好的裝飾性構件。
2.1)“鳥巢” 形態如同孕育生命的“巢”，它更像一個搖籃，寄托著人類對未來的希望。設計者們坦率地把結構暴露在外，因而自然形成了建筑的外觀。走近去，可以發現“鳥巢”銀灰色礦質般的鋼網以透明的膜材料覆蓋，其中包含著一個土紅色的碗狀體育場看臺。在這里，中國傳統文化中鏤空的手法、陶瓷的紋路、紅色的燦爛與熱烈，與現代最先進的鋼結構設計完美地相融在一起。
2.2)“水立方” 的膜結構已成為世界之最。它是根據細胞排列形式和肥皂泡天然結構設計而成的。這個看似簡單的“方盒子”是中國傳統文化和現代科技共同“搭建”而成的。在中國傳統文化中，“天圓地方”的設計思想催生了“水立方”，它與圓形的“鳥巢”——國家體育場相互呼應，相得益彰。方形是中國古代城市建筑最基本的形態，它體現的是中國文化中以綱常倫理為代表的社會生活規則。而這個“方盒子”又能夠最佳體現國家游泳中心的多功能要求，從而實現了傳統文化與建筑功能的完善結合。
1.1）分析評價題：折疊床是方便、實用的家庭生活用品。如圖是一款長度為2米、寬度為0.8米的對折床(床板正面及背面如圖)，長期使用后床體中部發生了變形下陷，紙質床面板損壞，床面形成明顯的凹坑，睡覺時極不舒服。
（1）從結構角度分析，折疊床設計存在的不足(填序號)是
①床面板為較薄紙板，承重不足 ②折疊床太高 ③主要承重部位----床面中部，鋼管間距偏大 ④床腳形成的支撐面太小 ⑤長度方向上所使用的軟鐵條不能有效承重
（2）
①③⑤
2)分析評價題:這款音樂座椅是一個內置多個揚聲器的半封閉式音響系統，里面的衛星音箱以精確的角度嵌入座椅的四周，并且能夠通過雙向聲學阻隔技術將聽音者與附近的其他人有效地隔開。躺在里面邊聽音樂邊看書，是一種美妙的享受。請你從功能、結構設計和審美等角度對該椅子進行簡單分析。
2.1）如圖所示,安裝在室外的空調機架,在結構設計時應考慮哪些主要因素 (至少講出三點并簡要說明是如何實現的)
可從以下幾個方面去分析并說明:
⑴穩定性和強度;⑵安全因素;⑶公眾和使用者的審美需求;⑷使用者的個性化需要;⑸對設計對象的成本控制要求;⑹一定的使用壽命;⑺安全性、適用性和耐久性。
2.2) 自行車是我們生活中常見的結構，請根據你所學有關結構的知識回答以下問題:(1) 自行車的結構設計除了考慮穩定性外，還主要考慮什么因素？它跟什么因素有關？(2) 自行車的車架為什么采用三角形結構？(3) 自行車的車架部分采用了空心鋼管材料，請說明使用這種材料的兩個優點。
（1）強度，它與結構的形狀、使用的材料和構件的連接方式有關。
（2）三角形結構有比較好的穩定性、強度。
（3）一是減輕車的自重，二是節省材料、降低成本。
3.技術試驗題 學校準備在公共場所放置一種可移動式的垃圾箱，如圖所示。
（1）請你完成下列測試垃圾箱結構穩定性的技術試驗方案。
試驗名稱：垃圾箱結構穩定性的測試
試驗目的：
試驗準備：重500g的磚頭若干塊、待測垃圾箱（如右圖）
試驗過程：
①將垃圾箱在平地上站立放穩；
②
③
（2）你認為該垃圾箱在穩定性方面有什么問題？列出提高該垃圾箱穩定性的兩種解決辦法。
測試垃圾箱結構的穩定性
在左側垃圾箱中放入磚頭,逐漸增加磚頭的數目
觀察垃圾箱何時側翻,并記錄放入磚頭的數目在
右側…….
問題：容易翻倒。
解決方法一：加固底座（加重底座），使重心降低。
解決方法二：底座做得大一些，增大支持面積。
(增加底部的重量,或增大底部與地面的支撐面積等)
（具有一定質量的鉤碼若干個）
怎樣測試A字梯的穩定性和強度
試驗名稱：
試驗目的：
試驗準備：
試驗方法：
準備：
穩定性測試：
強度測試：
兩方面綜合測試：
A字梯的穩定性和強度的測試
測試A字梯的穩定性和強度
A字梯一把、10kg沙包若干、繩索若干
把A字梯在地面上放平、放好。
放好后，用手左右搖晃一下看看其變化情況并記錄，再前后搖晃一下看看其情況并記錄。
放好后，在第四個橫檔上左邊一個一個的加沙包并仔細觀察其情況，加到15個再看看有沒有嚴重形變并記錄，再用同樣的方法測試右邊的情況。
放好后，在A字梯左右各放上10個沙包再左右前后搖晃一下，觀察其情況并記錄。
4. 晾衣架的組成如下圖所示，當衣物對稱掛在衣服曲臂上時，那么:（1）其上的掛鉤(直桿)、曲臂和撐桿的受力形式分別是什么？（2）現有塑料繩、脆性塑料、細電線、細竹竿和硬木條，哪些材料適合作晾衣架的撐桿？并請從撐桿的受力角度分析說明理由。（3）考慮強度、穩定性，請你設計晾衣架，畫出草圖，并寫出制作晾衣架的工具和材料。
(1)直桿：拉力等;曲臂：壓力、拉力、彎曲力等;撐桿：壓力等。
(2)細竹桿最好，木條也可以，受到壓力需要有一定的強度的材料，還要考慮防水（細竹桿、木條1分，理由2分，塑料繩、細電線不給分）。
(3)(見右與下)
(1)請你就廣告牌的穩定性、強度、外觀、尺寸作一設計分析；(2)作出草圖,說明連接方式和標注尺寸。
(1)整個設計采用框架結構作為基礎，強度較好。在框架釘好之后，在安裝平面三夾板,使得整個廣告牌的重量較輕，而在這個底部三腳架的材料選擇當中選擇重量較大
的三角鐵，這樣可以有良好的穩定性
和抗風能力。
外觀上采用涂底漆等手段,與周圍
環境保持協調。尺寸上高1.5m,寬0.7m。
(2)支架用焊接,支架與牌之間用鉸連接。(共15張PPT)
【例6】（2008年10月浙江省高考）現有一個卡通造型的花盆架（如圖所示），花盆架用鋼筋制成，腳掌用鐵板焊接而成。
請設計一個簡易的試驗方案，用花盆作為試驗器材，檢驗該花盆架在平地上站立時左右翻到的穩定性（在下列“▲”處填寫試驗方案內容）。
試驗名稱： ① 。
試驗目的： ② 。
試驗準備：帶有不用重量標記的花
盆若干，待測試花盆架。
試驗過程：將花盆架在平地上站立
放穩； ③ 。
【答案】
①花盆架穩定性的測試
②測試花盆架的穩定性
③依次在左側掛不同質量的花盆，觀察并記錄花盆架是否會翻倒，
依次在右側掛不同質量的花盆，觀察并記錄花盆架是否會翻倒。
（2）若花盆架左右穩定性不夠，為了提高其穩定性，請從以下三個方面各提出一種具體的改進措施：
①改變重心；
②改變支撐面；
③改變結構的形狀。
【答案】
①降低重心（如增加腳掌的重量、降低花盆架高度、增加花盆吊繩長度）
②增加支撐面積（如增加兩條支撐腳的大小、間距、增加支撐）
③改變結構的形狀（如增加支撐腳、縮短橫梁的長度）
(09\9)圖示為某公司簡易不銹鋼曬衣架廣告，兩個人掛在衣架上以示其牢固，若要求曬衣架每面能承重40kg，請你設計一個簡易試驗方案，檢驗該曬衣架的強度和穩定性。
（1）分別用示意圖表示試驗方法，必要時用文字說明（給定待測曬衣架1個，10kg鐵砣若干，堅固繩索若干）。 （2）如果該曬衣架強度不夠，可能損壞的部位有哪些？ （3）如果該曬衣架穩定性不夠，請提出改進措施。
(1)逐個往曬衣架兩邊懸掛鐵砣,增加到40kg,觀察有無明顯變形并記錄。
逐個往曬衣架單邊懸掛鐵砣,增加到40kg,觀察有無側翻并記錄。
(2)支柱的連接處,兩支柱的交叉連接處,兩支柱下方的拉緊索。
(3)將兩支柱的
交叉連接點往
上移,使重心落
在支撐范圍內。
2009.09
(09\3)5.如圖所示為殘障(坐輪椅)人專用衛生間的設計示意圖。 分析設計示意圖，回答以下問題：(1)參考答題示例，在“ ▲ ”處填寫圖(a)、(c)的主要設計內容；答題示例：圖(b)的主要設計內容是安全設施(拉手和扶手)安裝的高度。①圖(a)的主要設計內容是 ▲ ②圖(c)的主要設計內容是▲
(3)若試驗后發現拉手與墻體的連接發生松動，請在下列選項中選擇能夠增強連接強度的措施，并把選項序號填寫在“ ”處。
①增加拉手安裝板的厚度；②增加拉手安裝板的面積；③選用更長的膨脹螺釘； ④選用直徑更大的膨脹螺釘。能夠增強連接強度的措施是 ▲ 、 ▲ 。 (2)圖(b)所示的拉手采用四只膨脹螺釘固定在墻體上，若要求拉手在980N的水平拉力(與墻體垂直)作用下，拉手與墻體的連接不發生松動。請設計一個簡易的試驗方案，用質量為100Kg的重物(其余輔助材料自定)檢驗拉手的安裝是否合格，只要求用示意圖表示試驗方法，必要時用文字作簡要說明。
（1）①安裝高度（或位置、距離）
2分　方便使用、舒適度1分 拉手高度0分　②衛生間、大小（尺寸、空間）2分 差距、門寬1分 舒適、適用1分　高度0分 （2）（見上圖）　　　　（3）③④
（1）洗漱設施（水龍頭和洗漱盆） 的安裝高度；注： “盥(讀guan,去聲)洗設施” 。衛生間的大小和布局。注：衛生間大小不全面，體現不了馬桶位置和入口大小。（2）合理即可， 體現“重物和水平拉力”，二者缺一不可。（3）④，應“③、④”。 “③”到底是否可行？前提：即“只改變一個因素”？象“③”所言，螺釘加長，孔深度大，而所鉆孔徑不變，仍承受不了所要求的最大承受力。
（1）無圖---0分
（2）有圖 拉手受力（加載，拉力，壓力）---1分
（3）拉手水平受力 三要素（線、重物、支撐架）合理---4分
三要素（線，重物，支撐架不合理或無支撐—3分
線，重物 ----2分
非線（桿，木棒），重物，支撐----2分
具體圖形： 重物
1分
拉力
拉力
2、（4分）
第26題評分說明（12分）
或
桿，無支撐
2分
無支撐或支撐不合理
桿（非線）
支撐
動滑輪
或
3分(其余正確、線斜了)
第26題評分說明（12分）
45度
4分 注：全部彈簧扣1分(水平線全部用彈簧)
第26題評分說明（12分）
(10\3)26.如圖所示為一款起重機模型，要求確定平衡塊質量并測試該模型的起吊能力。現提供不同質量的砝碼和平衡塊若干，請設計簡易試驗方案，在給定的結構示意圖上表示試驗方法和說明主要步驟（起重機模型有足夠的強度，不考慮模型的旋轉和重物的升降），并回答問題。
（1）在沒有起吊重物的情況下，確定該模型平衡塊的
最大質量。 （2）在已經安裝合適平衡塊的情況下，測試該模型的
最大起吊質量。 （3）如果要提高該模型的穩定性，可以采取哪些措施
（寫出二種具體措施）？ （4）如果平衡臂加長，那么平衡塊質量應該加大還是
減小（回答“加大”或“減小”）？
【變式訓練】5．圓珠筆生產商“Pen Again”推出了一種新概念的筆（如圖所示），跟傳統筆不同的是，這種筆的尾部是分叉的。這種筆的設計能夠讓人以更舒服的方式握筆，避免因長時間書寫而造成的手指疲勞甚至抽筋。這種筆的筆桿和包裝都用可降解塑料制造，其筆芯與市場上常用的小號圓珠筆通用。
請從人機關系要實現的目標的角度對該筆進行評價，并分析它是如何體現設計的創新、技術規范和可持續發展原則。
【答案】該筆的設計，能夠讓人以更舒服的方式握筆，避免因長時間書寫而造成的手指疲勞甚至抽筋，符合人機關系，體現了人機關系健康、舒適的目標。
該筆跟傳統筆不同的，尾部采用了分叉的形式，體現了創新原則；運用了該筆的筆芯與市場上常用的小號圓珠筆通用，可以保障圓珠筆通過更換筆芯長期使用，體現了技術規范原則；該筆的包裝采用可降解塑料，避免環境污染，體現可持續發展原則。
5.如圖所示是一款電腦桌椅，下列關于該產品的評價中
不恰當的是
A.桌椅與地面接觸面積大，移動方便 B.桌面角度可調節，方便操作電腦 C.椅子的形狀符合人機工程學原理，舒適性好 D.造型新穎、美觀，具有創新性
10.李明買了一款如圖所示的微型風扇，現在要對其進
行使用性能試驗，以下試驗中不需要的是
A.把風扇放在桌面上，打開風扇，觀察風扇是否穩定
B.打開風扇，掌心對準風扇葉片，感受風的大小
C.把風扇放在水中，觀察其是否防水
D.打開風扇，用紙張觸碰葉片，判斷其是否安全
11.李明同學用相同的膠合板設計制作了兩只尺寸相同的小凳（圖示），經過試驗，發現甲小凳比乙小凳能承受更大的載荷，其主要原因是
A.甲小凳比乙小凳重心位置高
B.甲小凳比乙小凳支撐面積大
C.甲小凳比乙小凳材料強度大
D.甲小凳比乙小凳結構合理
12.如圖所示是一款殘奧會上運動員比賽時使用的輪
椅，該輪椅要求比普通輪椅具有更高的強度和更好的穩定性，以下設計措施中能提高穩定性的是
A.選用高強度的合金鋼材料
B.增加輪椅鋼圈的厚度
C.兩側車輪呈八字形
D.采用秀氣、彈性好的坐墊
ACDC
26.如圖所示是一款簡易木質雙人秋千，要求秋千能承受兩個小孩的質量(每個小孩的質量約30Kg)，擺動幅度達到±30°時，不損壞并保持穩定，現提供重物若干，請設計簡易試驗方案檢驗該秋千的強度和穩定性是否符合要求并回答問題。
（1）設計兩人擺動方向一致時的試驗方案（在給定的示意圖上表示試驗方法，用文字說明主要步驟）。 （2）設計兩人擺動方向相反時的試驗方案（在給定的示意圖上表示試驗方法，用文字說明主要步驟）。 （3）若發現簡易秋千的框架強度不夠，正確的改進措施是_▲_，_▲_。（從下列措施中選擇二項，將序號填在空格處。） 　　
①更換粗的橫杠 ②加長橫杠 ③增加鐵鏈與橫杠的連接強度 ④在橫杠兩端與支架間增加支撐桿 （4）若發現簡易秋千的穩定性不夠，正確的改進措施是_▲_，_▲_。（從下列措施中選擇二項，將序號填在空格處。 ） ①加粗橫杠 ②增加支架底部重量
③加粗鐵鏈 ④增大支架叉開的距離
26.(1)在兩秋千椅上分別放上約30千克的重物,然后把兩秋千椅都拉向同一側,使角度不小于30度,放手讓其搖擺,觀察秋千椅是否損壞和翻倒 (2)在兩秋千椅上分別放上約30千克的重物,然后把兩秋千椅分別拉向兩側,使角度不小于30度,放手讓其搖擺,觀察秋千椅是否損壞和翻倒 (3)① ④ (4)② ④
在兩秋千板上分別放置30Kg的重物并固定，兩秋千板
同向擺動+-300，觀察秋千是否損壞、支架是否穩定。
（垂直方向或某側）
在兩秋千板上分別放置30Kg的重物并固定，兩秋千板
反向擺動+-300，觀察秋千是否損壞、支架是否穩定。
（垂直方向或兩側）(共24張PPT)
設計的評價 技術試驗的重要性 Ⅰ
簡單技術試驗的設計 Ⅱ
技術試驗報告 Ⅱ
設計過程的評價 Ⅰ
最終產品的評價 Ⅱ
評價報告 Ⅰ
設計的評價
本單元知識高考要求
技術試驗的分類
性能試驗
優化試驗
預測試驗
信息試驗
技術試驗及其作用
通過技術試驗可以發現問題、深化認識、推動技術設計的發展
技術試驗方法
優選試驗法：從很多方案中選出最好一種
模擬試驗法：模擬現實情況的方法
虛擬試驗法：利用計算機技術來進行
強化試驗法：通過擴大和強化試驗對象的作用，以提高試驗效率的方法
移植試驗法：從一物移植到另一物進行試驗 (例)
1.汽車碰撞試驗NCAP中，要在駕駛室放置一個假人，進行正碰、側碰、安全氣囊測試以獲得試驗數據。這種試驗稱為（ ）
A.強化試驗 B.性能試驗
C.模擬試驗 D.優化試驗
2.2005年10月29日，東海大橋主要航孔斜拉橋開始接受荷載試驗，24輛55t級集裝箱卡車陸續駛上東海大橋。這樣來來回回歷時3天3夜，圓滿完成全部荷載試驗。這次試驗屬于（ ） A.優選試驗法 B.模擬試驗法
C.強化試驗法 D.移植試驗法
C
C
具體產品技術試驗的設計舉例：
家具產品
物理試驗：強度試驗、穩定性試驗、尺寸規格檢查、靜態（水平、豎直）壓力試驗、安全性檢查等；
化學與環保試驗：木材含水量、甲醛含量、重金屬含量、五氯苯酚含量的試驗；阻燃防火試驗等。
玩具產品
物理與機械性能試驗（小物體、尖點、毛邊等）;
有毒重金屬含量試驗；
微生物含量試驗（細菌等）;
紡織品材料試驗；
與食物接觸的產品化學試驗等。
思考：小板凳、臺燈、文具用品需要進行哪些技術試驗？手機、電風扇呢？
3.李明買了一款如圖所示的微型風扇，現在要對其進行使用性能試驗，以下試驗中不需要的是( )
A.把風扇放在桌面上，打開風扇，觀察風扇是否穩定
B.打開風扇，掌心對準風扇葉片，感受風的大小
C.把風扇放在水中，觀察其是否防水
D.打開風扇，用紙張觸碰葉片，判斷其是否安全
C
201009
北京奧運會的祥云火炬在風雨中依然能夠燃燒，火炬要進行哪些測試？
燃燒穩定性、環境適應性、風雨測試、人機關系試驗（手感舒適度、防滑試驗）
某生產廠家設計制作了臺式電風扇后，需要對電風扇進行各方面的技術試驗。如下所列的穩定性試驗中，并不需要的是( )　　　　
A.把電風扇電機仰角調節到最大，看是否穩定 B.電風扇產生最大風力時，看是否穩定　 C.電風扇在搖擺送風且最大風力時，看是否穩定　　 D.電風扇的扇葉換成更大且速度調到最大時，看是否穩定
如按該草圖(略)制作成書架，并對其進行結構強度技術試驗。下列四種試驗方案，比較合理的是( )　　　　　
A.左右手分別握住兩塊梯形板上部，用一定的力往里壓，看用多大的力才會使其變形　　B.用錘子敲擊底部兩橫木板，試驗其要承受多大的力才能使其損壞
C.把書架從二樓上往下摔，看是否能將其摔壞
D.左右手分別握住兩塊梯形板上部，用一定的力往外拉，看用多大的力才會使其變形
D
D
【例4】（2008年10月浙江省高考）在手機開發過程中，需要對一些零部件進行性能試驗，下列針對手機按鍵的試驗項目不必要的是
A．按鍵表面的耐磨損試驗
B．按鍵可承受的按擊次數試驗
C．按鍵材料的耐超高溫試驗
D．按鍵表面的觸感試驗
【分析】主要考查技術試驗的內容，聯系實際生活，手機不可能在超高溫環境下使用，所以不必要做按鍵材料的耐超高溫試驗。
【答案】C
【例5】（2009年3月浙江省高考）在現代機械設計中，一般利用計算機技術對產品機械性能進行仿真試驗，這種試驗的方法屬于
A．實物試驗法
B．強化試驗法
C．虛擬試驗法
D．移植試驗法
【分析】利用計算機來虛擬現實中的技術設計原型并進行試驗的方法稱為虛擬試驗法。
【答案】C
【變式訓練】4.如圖所示的插座設計得非常巧妙，立式圓柱造型既節省空間，又有藝術品的美感，而且每個插口都可旋轉，插入多個插頭也不會擁擠。顧客在購買時不能進行的技術試驗是
A.對每個插頭進行通電試驗
B.對每個插頭旋轉靈活性進行試驗
C.對插座的穩定性進行試驗
D.對插座的耐用性能進行試驗
【變式訓練】5.汽車設計制造時，為了試驗汽車受到的空氣阻力，根據汽車實際行駛幾何相似理論、空氣動力學相似理論，利用風洞進行技術試驗，這種技術試驗的方法屬于
A.優選試驗法
B.模擬試驗法
C.虛擬試驗法
D.強化試驗法
1
技術試驗的一般步驟：制定試驗計劃、抽取樣本、進行試驗、分析數據、得出結論等。特別強調試驗前要進行周密設計。
試驗過程中如有非預期現實要如實記錄在案。
技術試驗的實施與報告的寫作
試驗報告的格式：
試驗名稱
試驗目的
試驗準備
試驗步驟
試驗記錄
試驗總結
2 現有一個以木材為原料制作而成的衣帽架（如圖所示），高度1.7米，底座為十字交叉形，（每根木料長0.5米），請你設計一個簡單的試驗方案，檢測該衣帽架的穩定性和強度。
試驗名稱：衣帽架穩定性、強度的測試 試驗目的：測試衣帽架的穩定性、強度。 試驗準備：厚薄不同的衣服若干件、待測試衣帽架。 試驗過程： ① 把衣帽架在地面上放置平穩； ② 根據設計要求，依次在各橫桿一側掛不同重量的衣服，觀察并記錄衣帽架是否會翻倒； ③ 在上方各橫桿兩側依次掛相同數量的衣服，觀察并記錄橫桿的破壞（？--形變）情況。
(高考樣題)
答題規范：格式、內容
最大承重力？
1.小張家里裝修完以后，覺得在房間進門處缺少一個鞋柜，此處可利用的空間尺寸為長800mm、寬250mm、高2800mm，于是設計制作了一個方便又實用的鞋柜。請你為檢測鞋柜的強度設計
一個小試驗，簡述試驗步驟。
用手抓在鞋柜一側，左右方向推拉鞋柜，應無明顯晃動和變形；兩手分別抓在鞋柜兩側的中間位置，在前后方向推拉鞋柜，應
無明顯變形；兩手分別抓在鞋柜兩側，一手前一手后反方向推
拉鞋柜，應無明顯的扭曲變形。
2.學校準備在公共場所放置一種如圖可移動式垃圾箱。
（1）請你設計一個測試垃圾箱結構穩定性的技術試驗方
案（采用方法、記錄的數據及評判方法）。（2）你認為
該垃圾箱在穩定性方面有什么問題？列出兩種解決辦法。
（1）1.多個方向用彈簧稱拉垃圾箱直到垃圾箱倒地（彈簧稱計數）看受多少水平力垃圾箱會倒，與其他垃圾箱進行對比。
2.往一邊垃圾箱慢慢灌水，另一邊空著（灌入水的體積）看垃
圾箱灌多少水（折算成質量）才倒，與其他垃圾箱進行對比。
3.放在一足夠大的木板上，木板一端逐漸墊高（木板平面與地面的夾角）看垃圾箱傾角多少就會倒地，與其他垃圾箱進行對比。
（2）根據結構的穩定性，垃圾箱支撐面太小，受到外力時重心垂線容易超出支撐面。解決方法:1.增加底座質量;2.加大底座面積;3.用膨脹螺絲固定到地面;4.將箱體往下移觸地。
26．應用題　　雨傘是我們生活中常用品（如圖所示），但雨傘的種類多，質量與價值也各不相同。請你設計一個簡單的試驗方案，檢測雨傘的性能。
試驗名稱：
試驗目的：
試驗準備：
試驗方法：
①抗風性能試驗：
②防水性能試驗：
雨傘性能試驗
測試雨傘性能
待測雨傘、水、水盆等（需寫出用到的器材）
抗風性能試驗：撐開雨傘，握住傘柄，舉高后用力 快速向下拉，觀察雨傘是否翻轉或變形，并作記錄。（學生其他可行性方法均給分）
防水性能試驗：撐開雨傘，在雨傘傘面上潑大量的水，或者在大雨下撐傘，觀察雨傘是否漏水，并作記錄。（學生其他可行性方法均給分）
設計評價從評價對象分有：1）對設計過程的評價；2）對設計成果的評價；
從評價者來分有：1）設計者自我評價（自評）；2）他人的評價（他評）。
設計評價的分類：
1.對最終產品的評價(兩個基本依據)：
（1）參照設計的一般原則進行評價
（2）依據事先制定的設計要求進行評價
評價方法（坐標圖的畫法、表格評價）： 坐標圖法進行評價
功能、形態、效率、創新、安全、操作、性能價格比、美學因素，對社會、環境、資源的影響，市場前景等
(坐標法)
注意：坐標圖形面積不是越大表明產品越好，而應該是在大的前提下各個方面要保持均勻。
2.設計過程的評價
能根據設計過程中每一階段的要求進行初步評價。
(1)設計過程是否完備;
(2)分工是否合理;
(3)采用的方法是否正確;
(4)各個環節或階段的任務是否完成;
(5)形成的中間成果（方案）是否符合要求;
(6)全過程是否有質量控制和相應的監督、改進措施。
評價的內容
對設計過程的評價應寓于設計的全過程。
對設計過程的評價要注意: 1.各個環節或階段的主要任務和目標； 2.各個環節或階段之間的協調；3.階段性成果的質量； 4.應服務于完善設計方案、促進個人發展的根本目標。
1.如圖所示是一輛折疊式自
行車，它折疊后可以放在背
包里，重量只有5公斤左右。
你認為這項設計側重于技術
設計還是藝術設計 它的側
重點主要體現在哪些方面
技術設計；側重功能（騎行輕便、攜帶方便）、結構（可折疊但有相當強度并穩定）
2.這是筷子嗎？這是湯匙嗎？這是湯匙筷，是一項發明！依據設計的一般原則，采用坐標圖法對湯匙筷進行評價，你將如何進行評價？試用圖示說明。
3.這是一款硬塑料的人形刀架，請你用學過的知識對該產品的優缺點進行評價。
答題要點：優點：創新；實用；結構穩定。缺點：不符合道德原則；安全性差。
4.如圖是一種個性化的“立體”名片。它仍沿用了原先的平面化印刷，但給人以立體感。在傳遞文字信息的同時也傳遞了個人的愛好和形象，給人一種直觀、清晰和創意。請對該作品的設計進行最終評價。
【例3】（2009年6月浙江省會考）電熱水壺的底部，一般制成如圖所示凹凸不平的形狀，這樣設計是為了
A．增大受熱面積
B．減小底部變形
C．美觀
D．制作方便
【分析】本題主要考查最終產品的評價，電熱水壺的加熱是利用內部的電熱絲產生熱量，而不是靠底部火燒的方式加熱；從圖中可知，做成凹凸不平只會增加制作難度。從結構來說，這些內凹同心圓可以增加強度，即能減少底部變形。
【答案】B
【例4】（2009年3月浙江省高考）如圖所示是評價某產品的坐標圖，以下對坐標圖的分析中錯誤的是
A．該產品是一款有創意
的產品
B．該產品既實用又美觀
C．該產品的道德問題是
技術不夠規范造成的
D．該產品的性能價格比好
【分析】本題考查設計的評價，利用坐標圖來呈現最終產品的評價能更直觀地體現評價結果。某項坐標得分越高，表示此產品在這項指標越好，但圖中不能反映兩項指標之間的聯系。
【答案】C
【變式訓練】4.（2009年浙江省會考）通用技術課上，老師請同學們設計一個“雨傘柜”用于放雨傘。陳曉麗同學設計了如圖所示的方案，王凱同學對該方案進行了評價。請你補充完整王凱同學的評價，在有“ ▲ ”處填上相應的內容。
草圖畫得比較工整，文字說明比較完整；設計了 ①▲ ，方便雨水的收集；考慮到長柄傘和折疊傘的不同規格，有利于 ②▲ ；采用無門結構，有利于 ③▲ ；但是圖上沒有 ④▲ ，無法知道柜子的大小。
【變式訓練】3.為了對一個臺燈做出正確的評價，需要從多方面進行考察。下列選項中不屬于對最終產品評價的是
A.造型優美 B.結構穩定
C.分工明確 D.光線柔和

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