新版通用技术第二册第一章结构与设计
通用技术ⅱ人版1.3简单结构的设计教案
通用技术ⅱ人版1.3简单结构的设计教案教材：通用技术〔必修2〕文档内容：简单结构的设计章节：第一单元结构与设计第三节简单结构的设计课时：第2课时【一】教学目标1.知识与技能目标(1)了解结构设计的目标以及要求。
(2)熟悉设计简单结构应考虑的要紧因素。
(3)通过简易相片架设计案例分析，熟悉设计的一般过程。
(4)掌握简单结构的设计，并绘制设计图纸，做出模型或原型。
2.过程与方法目标通过分析案例，充分让学生参与讨论，并要求学生进行一次简单结构的设计。
3.情感态度和价值观目标(1)体验结构设计的乐趣，发明结构的创意所在；(2)养成认真对待设计、严谨设计的良好适应；(3)享受团队合作的乐趣。
【二】教学重点：结构设计应考虑的要紧因素。
【三】教学难点：结构设计分析。
【四】教学方法：案例分析、实物展示、任务驱动、分组合作、小组讨论。
【五】设计思想1.教材分析本节内容是已学知识的综合运用，通过实例说明结构设计的目标和要求，结构设计时要考虑的要紧因素，不同结构设计应有不同侧重点的考虑因素。
同时，在分析中着重阐述了结构设计中具有明确的目的性、方案的多元性和创新性。
以简易相片架的设计作为案例，通过分析，使学生进一步熟悉结构设计中应考虑的各种要紧因素，同时通过设计、制作来检验学生掌握和运用知识的能力。
结构设计和技术设计一样，具有明确的目的性、方案的多元性和创新性。
因此，在教学过程中，应详细地分析设计中的各个步骤和环节，重点突出方案构思的重要性与设计的创新性。
通过学生动手实践，亲历简易相片架设计过程，加深对结构设计方法的理解与体会。
2.设计理念前面一节课差不多设计制作了一个简易红酒架，这节课再设计制作一个简易的相片架，通过重复让学生熟悉结构设计的一般过程，又能把握结构设计的重点。
3.教学策略设计运用实例分析和阅读材料说明结构设计的目的以及要求。
结合结构事例引出不同设计有其重点考虑的因素。
组织讨论，分析结构设计的多种可行性方案构思。
通用技术与设计2教案(全册)
通用技术技术与设计2全册教案目录第一单元结构与设计第一节常见结构的认识第二节稳固结构的探析第三节简单结构的设计第四节经典结构的欣赏第二单元流程与设计第一节生活和生产中的流程第二节流程的设计第三节流程的优化第三单元系统与结构第一节系统的结构第二节系统的分析第三节系统的设计第四单元控制与设计第一节控制的手段及应用第二节控制系统的工作过程与方式第三节闭环控制系统的干扰与反馈第四节控制系统的设计与实施第一单元结构与设计第一节常见结构的认识【教材版本】本课程采用苏州教育出版社《技术与设计2》。
【设计理念】引导学生通过生活观察和技术试验，对简单结构进行强度与稳定性分析，解释它的强度高或低、稳定或者不稳定的原因。
引导学生进行实验，也可以让学生自己根据生活经验、兴趣爱好和已有条件，自行设计和制作实验，并得出结论。
指导学生对技术实验与观察的过程进行记录，并按照比较规范的格式写出实验报告，从而培养良好的实验作风与习惯。
【教学内容分析】本课是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第一节“常见结构的认识”的第一课时。
世界上任何事物都存在结构,结构多种多样且决定着事物存在的性质。
本课时要通过展示自然界中形形色色的结构图以及对这些结构分析和研究,使学生明白“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列”。
要让学生知道为什么要学习“结构与设计”，自然界中形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示。
人们将其成果应用到技术领域, 是为了更好地服务于人类。
本课时还要讲解构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力，讲解应力概念。
当一个结构受到外力作用时,内部各质点之间的相互作用会发生改变, 产生一种抵抗的力,称为内力。
应力从认识常见的结构开始,通过学生熟悉的事例,展开技术视野中的力与结构讨论, 通过有趣的小试验, 强化对不同类型结构的特点的理解。
课时安排：2课时。
【学情分析】学生对结构虽有一定的了解，对结构的功能和分类也有一定的基础。
河北省涿州铁中高中通用技术 第二册第一章结构与设计之初识结构 课件
初ห้องสมุดไป่ตู้结构
一、结构实例展示：结构的概念
例1古老的板凳 架构：指物体的主体框架与构造形式。 例2吊车与吊桶 例3蛇皮管灯具
二、结构的功能与分类
1、结构的含义与功能 结构：指物体的各组成部分之间的搭配和排列， 确定的搭配和排列决定了物体的性质和形态。 构件：结构的各组成部分，称为构件。 结构的本质：是为了承受力和抵抗变形。
常见结构的类型
1、实心结构：墙体、大坝 特征：几何结构简单，能承受较大的压力 2、框架结构：门、输电铁塔等 特征：外形较为复杂，能承受垂直和水平荷载 依据功能和使用条件的不同，可以设置成不同 框架的组合。 3、壳体结构：饮水杯，储水壶等 特征：壳体内空，受力合理，形态稳定。
自然界中的壳体结构
椰子、桂圆、西瓜、贝类、蛋、龟等，都属于 壳体结构，它们遵循适者生存的法则，经过漫 长的演变，选择了最合理的外形。它们以较薄 的外壳，获得了较大的承受外力的卓越性能。
结构类型（从几何形态来分）
1、缆索结构 2、桁架结构：全由三角形组成 3、空间桁架结构 4、球形空间桁架结构
再见！
通用技术 必修二 探究结构--影响结构稳定性和强度的因素
B.以前的农作物个子高，遭遇暴风骤雨 容易倾覆，造成减产；现在的农作物普 遍个子矮。就是利用了重心低结构稳定 的原理。 C. 比萨斜塔为什么不倒塌？
1590年，意大利的伟大科学家伽俐略，曾在斜塔的顶层做 过自由落体运动的实验，让两个重量相差10倍的铁球，同 时从塔顶落下，结果，两球同时着地，一举推翻了束缚人 们思想近2000年的希腊著名学者亚里士多德关于重量不同 的物体其下落的速度也不相同的“物体下落速度与重量成 正比”的理论。伽俐略开创了实验物理的新时代，被人们 称为“近代科学之父”，而他用来做实验的斜塔也因而更 加遐迩闻名。
胶接
榫 接
结点是从连接的效果来划分。一个结点 可以有多种连接方式。不同的材料有不同的 连接方式；构件的连接方式不同，结构的强 度也不同。
（三）、结构与功能:
结构对事物的功能和作用产生着 直接的影响，结构的改变可能导致功 能的改变
多功能起子
小结
一、结构的稳定性
影响结构稳定性的三个因素：重心位置、 支撑面积的大小和结构的形状 二、结构的强度
马上行动：
根据你的生活经验填写下表：
结果 原因
事件 分别在一根竹竿 和一根同样尺寸 的脆性塑料杆上 不断加挂相同质 量的重物 沿着垂直于重心 线的方向撞击一 根完整的钢管与 用同样的方法撞 击一根中间有焊 接缝的钢管
竹竿比脆性塑 料杆能挂更多 的重物而不会 断裂 中间有焊接缝 的钢管受到撞 击时容易损坏
3、结构的稳定性与它的几何形状有关。 A、A字形梯为什么载人时 能够保持稳定？如果没有 梯子中间的拉杆将会怎么 样？ 一般情况下，梯子打开的时 候，梯面与地面组成三角形，梯 子本身就能站得稳。当连接两个 梯面的横杆拉直时，两个梯面的 上半部分就与横杆构成了稳定的 三角形，这就进一步加强了梯子 的稳定性，保证梯子能承受人体 的压力。如果没有梯子中间的拉 杆，载人时就不能保持稳定。
通用技术第二册知识点
第一单元结构与设计
第一节常见结构的认识一无处不在的结构
二结构与力
三结构的类型
第二节稳固结构的探析一结构与稳定性
二结构与强度
三结构与功能
第三节简单结构的设计一结构设计应考虑的主要因素
二简单结构的设计案例
第四节经典结构的欣赏
第二单元流程与设计
第一节生活和生产中的流程一认识流程
二生活与流程
三生产与流程
第二节流程的设计一流程设计应考虑的基本因素
二流程设计的步骤
三流程设计举例
第三节流程的优化一流程优化的内容
二流程优化的条件
第三单元系统与设计
第一节系统的结构一什么是系统
二系统的类型
三系统的基本特性
第二节系统的分析一系统分析及其一般系统
二系统的优化
第三节系统的设计一系统的设计
二简单系统的设计的实现
第四单元控制与设计
第一节控制的手段与应用一控制的手段
二控制的应用
第二节控制系统的工作过程与方式一控制系统
二开环控制系统
三闭环控制系统
第三节闭环控制系统的干扰与反馈一干扰因素
二反馈
三功能模拟方法
四黑箱方法
第四节控制系统的设计与实施一控制系统设计的一般过程
二控制系统的设计与实施案例。
高中通用技术必修2_1.2探究结构
实验演示结构的稳固与结构的连接方式也有很大关系。
实践创新12’
活动背景：清洗完杯子以后总会有多余的水留在杯子里而且容易掉进脏东西，把水杯倒放又会让杯沿与桌面接触很不卫生。
他山之石：
“Bevel Cup”获得了素有设计界“奥斯卡”美称的德国红点设计大奖。
虽然这个设计很巧妙，但是对材料、工艺要求非常高，市面上的很多仿品并不能保持稳定，对我们来讲，还是设计一个杯架比较简单。
了解影响结构稳固的3个因素
设置情景，让学生进入设定环境，从感官上进入本堂课。快速浏览教材对本节课的知识点有个大概的认识。
探究新知
（15’）
一、探究影响结构稳定性的因素
分析探讨：根据生活经验和物理知识，分小组探讨影响结构稳定性的因素可能有哪些？
探究实验：
用牙签 、萝卜块搭建结构对分析探讨的结论进行验证。
先头脑风暴进行探讨影响结构强度的因素可能有哪些，然后进行实验探究，加深认识，养成使用科学的实验方法的习惯。
用牙签构建结构体会与结构的强度有关的因素。
三、探究结构的连接方式
探究实验：
A4纸贴上胶带承重情况的变化，这是为什么呢？
结构的连接方式也影响着结构的稳固。
图片展示连接的方式。
请两位同学来说说铰连接和刚连接在生活中的应用有哪些过总结提升，拓宽学生视野。
请3个小组的同学交流展示。
1.结构的形状影响结构的稳定性。
2.比较两个底面积不同的结构；学生可能会说结构稳定性与接触面积有关。
进一步试验，让每位学生把通用技术教材书立起来，结构的稳定性其实是与支撑面有关。展示z字形屏风，是一样的原理。
3.分析两个重心位置不同的设计，比较他们的稳定性，引导学生理解重心位置影响结构的稳定性。让学生分析比萨斜塔，为什么比萨斜塔不倒？进行结构设计时，尽可能使其重力集中在底部，降低重心，并使重心垂线落在支撑面内。
(完整word版)通用技术必修二第一章第三节简单结构的设计精品教案
简单结构的设计教材：（凤凰国标教材）普通高中课程标准实验教科书通用技术（必修2）文档内容：简单结构的设计章节：第一单元结构与设计第三节简单结构的设计课时：第1课时作者：王希（浙江省宁波市象山中学）一、教学目标1. 知识与技能目标(1) 熟悉设计一个简单结构应考虑的主要因素。
(2) 掌握简单结构的设计，并绘制设计图纸，做出模型或原型。
2. 过程与方法目标(1) 通过亲历简单结构设计的过程，熟悉设计的一般过程。
(2) 能从不同角度思考设计方案，并且能恰当地阐述，进而能对设计方案加以比较、权衡和选择。
3. 情感态度和价值观目标(1) 养成严谨、专心、精益求精的设计态度。
(2) 通过分组活动和团队协作,形成擅于合作和交流的习惯。
(3) 体验结构设计的乐趣，发现结构设计所带来的巨大力量。
二、教学重点结构设计应考虑的主要因素。
三、教学难点结构设计分析。
四、教学方法案例分析、实物展示、任务驱动、分组合作、小组讨论。
五、设计思想1. 教材分析本节教材是第一单元“结构与设计”中的第三节“简单结构的设计”。
这节内容主要有两部分组成：一是结构设计应考虑的主要因素；二是简单结构的设计案例。
教材首先概述了在进行结构设计时所要考虑的主要因素，然后通过相片架的设计实例进行了设计过程与方法的介绍。
本节内容不是孤立的，与教材其他内容有着密切的联系，“简单结构的设计”也遵循物品设计的一般规律，所以与必修1“设计的一般过程”相关内容遥相呼应，其中包括了设计的一般过程、设计的原则、设计的评价、方案的比较和权衡等内容，此外“简单结构的设计”又凸现了“结构”设计，所以与教材本单元的前后章节——“常见结构的认识”、“稳固结构的探析”紧密相关，这些章节中涉及到结构与力、结构的类型、结构的稳定性、结构的强度等知识点与本节课有很强的延续性，因此本节课重点应放在如何在设计简单结构的过程中，结合“设计的一般过程”和“结构”相关知识，让学生发挥自己的创造力，设计出既符合要求又各具特点的简单结构。
高中通用技术 技术与设计2第一单元、结构与设计单元练习题
第一单元、结构与设计单元练习题班级姓名一、选择题：（每小题2分，共60分）１.下列结构是受自然界事物结构启发而产生的――――――――――――――――（）A、口杯B、衣服C、飞机D、手表２.我们所用的板凳属于――――――――――――――――――――――（）结构。
A、实心结构B、框架结构C、空心结构D、壳体结构3．悉尼歌剧院的外壳属于―――――――――――――――――――――――――（）A、实体结构B、框架结构C、壳体结构D、混合结构4．分析下列物体的结构类型，判断哪个不属于壳体结构――――――――――――（）A、头盔B、圆形陶瓷饰品C、贝类D、金字塔5．体操运动员在单杠上做大回环姿势时，会使杠体产生―――――――――（）变形。
A、拉伸B、弯曲C、压缩D、断裂6．上刀梯是是湘西苗族的传统活动，表演者为保证脚不受割伤，必须力求脚面垂直落在刀刃上，绝不滑动。
此时脚面承受―――――――――――――――――――――――（）A、拉力B、压力C、剪切力D、弯曲力7．我国塔式建筑的结构一般都是由上到下越来越大，这主要是考虑它的―――――（）A、稳定性B、强度C、美观性D、经济性8．走钢丝的人手上拿着一条长棒的目的是――――――――――――――――――（）A、美观B、重心低C、保护D、支撑9．可以用受力结构的稳定性来解释的事实是―――――――――――――――――( )A、拔河的绳子断裂B、鸡蛋在某种情况下可以承受很大的外力C、广告牌被台风吹倒D、耳机与电脑主机的插口接触不良，听不到音乐10.以下哪一个结构是不属于利用不稳定的结构实现某些功能的――――――――（）A、游乐设施的跷跷板功能结构B、房间门口的活页功能结构；C、学校运动场的篮球架结构D、圆珠笔的笔嘴结构。
11．影响结构稳定性的因素有――――――――――――――――――――――――（）①结构的形状②材料③支撑面积大小④物体重心的位置A、①②③B、②③C、①④D、①③④12．我们常用的A形梯不采用铝合金片，而是采用长方形截面的构件，这说明以下哪个因素―――――――――――――――――――――――――（）影响着结构的强度？A、材料B、形状 C 、构件 D、连接方式材料：人们最早利用混凝土的时候，只是把它当作人造石材。
通用技术必修2第一章结构与设计课件
2.支撑面的大小
补充一点 你知道吗？
D C
接触面：A B
物体与地面接触形成的面。
为什么长凳的支撑脚
支要撑做面成往：外倾斜？
物体与地面接触形成支撑点的连线 构成的面。
通用技术必修2第一章结构与设计
3.结构形状
如图，为A字形梯。
试分析：A字形梯载人时能 稳定的原因。
【析】1.从重心角度考虑： 哪个的重心？ 能用重心高低解释吗？ 重心落在哪个范围内？
A．国家大剧院
B．长城
C．大坝
D．高压输电线铁塔
壳体结构
实心结构
通用技术必修2第一章结构与设计
框架结构
二、探究结构
探究结构：结构的强度
结构的强度：是指结构具有的抵抗被外力破 坏的能力。
No Image
通用技术必修2第一章结构与设计
1.结构的形状 三角形是框架结构 最基本的形状之一，它结实、 稳定，所用材料最少。
学习目标
1．了解结构的涵义，能从力学的角度理解结构的概 念和一般分类；
2．能结合1--2种简单的结构案例，分析结构 是如何承受应力的；
3．能通过技术试验分析影响结构的强度和稳定性的 因素，并写出试验报告；
4.能确定一个简单对象进行结构设计，并绘 制设计图纸，做出模型或原型；
5．能从技术和文化的角度欣赏并评价典型结构设计
通用技术必修2第一章结构与设计
2.结构的材料
常见材料：
塑料
木材 通用技术必修2第一章结构与设计
钢材
3.构件的连接方式
连接方式
铰连接：构件在连接
处不能相对移动，但可
相对转动。
补
刚连接：构件在连接处
充 一
既不能相对移动，也不能 点
通用技术《技术与设计2》第一章3.3影响结构稳定性的因素
好，所以广泛使用在结构设计中。 如桁架桥、承重架、脚手架等。
结构稳定性的分析：
课堂分组试验：
设计一个支架，能稳稳地托住苹果，苹果最低端距离支 撑面至少6cm
材料： 50cm铜线一根 尺子 苹果
评价标准：
结构是否稳定、是否满足6cm要求、创新性、美观性、
被推同学前后稳定性不同，是因为什么发生了变化？
接触面与支撑面
请同学试着把一张A4纸立起来
结论2
底面支撑面积越 大 越稳定
探究3 支撑面积一定的情况下，重心越
低越稳定吗？
试试看：
重心在底面投影的 位置，落在结构支 撑面的范围内
• 自建筑初始1174年首次发现倾斜。从事观测该塔的专家盖里教授 称，根据比萨斜塔近几年来倾斜的速度推测出——斜塔将于250年 后因塔身的重心超出塔基外缘而倾倒。
结束语：设计永远在路上
没有绝对稳定的结构，只有通过不断的设计 创新来获得我们生活中需要的稳定结构或不 稳定结构，需要设计者多观察生活，具备同 理心，做设计创新的有心人。
人生何尝不是一个结构，在我们年轻时代打 好学科基础就是站稳了脚跟，尽量使自己人 生结构的接触面越大越好，这样自己的人生 才最稳定，最坚固。
小组讨论：你认为结构的稳定性和哪些因素有关？
探究1 探究2
探究3 探究4
探究1 如何证明重心位置影响稳定性
结论 1：
• 重心的位置影响到结构的稳定性：
• 重心高___不__稳_定___ • 重心低____稳__定___ 生活中有哪些结构是运用降低重心来提高稳定性？
探究2
请两位同学配合做个试验：
我国东汉时代的科学家张衡，在公元132年就制 成了世界上最早的"地震仪"--地动仪。
通用技术 技术与设计2 复习资料
通用技术技术与设计2 复习资料第一单元结构与设计1.无处不在的结构•结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
世界上任何事物都存在结构，结构多种多样并且决定着事物存在的性质。
•一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这些组成部分通常称为构件。
•结构（构件）的受力情况分为五种：受拉（构件承受拉拽力）；受压（构件承受使之被压的力）；受剪切（构件承受两个距离很近、大小相等、方向相反的平行力）；受扭转（构件两端承受方向相反的均匀的力，使它发生扭转形变）；受弯曲（构件承受使之弯曲的力）。
•结构（构件）的类型分为三种：实体结构（结构体本身是实体）；框架结构（通常指结构体由细长的构件组成）；壳体结构（通常指层状结构）。
2.稳固结构的探析•结构的稳定性是指结构在荷载的作用下维持其原有平衡状态的能力。
•影响结构稳定性的因素有多种：重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面的大小、结构的形状……•影响结构稳定性的因素是相互关联的，需要综合考虑各种因素来讨论结构的稳定性。
物体在静止状态与运动状态下的稳定性的条件也是不同的。
•结构的强度是指结构具有的抵抗外力破坏的能力。
•当构建受到外力作用时，内部各质点之间的相互作用发生改变，产生一种抵抗外力与形变的力，称之为内力。
内力反映了材料抵抗外力破坏的能力。
•结构的强度与结构的形状、使用的材料、构建之间的连接方式等因素有密切的关系。
•结构的连接方式按照是否能移动或转动分为两类：铰连接（被连接的构建在连接处不能相对移动，但可以相对转动，如松螺栓、松铆等）、刚连接（被连接的构建在连接处既不能相对移动，也不能相对转动，如榫接、胶接、焊接等）•结构不仅是事物存在的一种形式，而且对事物的功能和作用产生着直接影响。
3.简单结构的设计•结构设计应以一种或几种功能的实现为基本目标，满足设计规范和使用者的基本需要。
•结构设计应该考虑的因素：美观、稳定性、强度、成本、功能、个性化需要、寿命、安全等。
通用技术知识点梳理3
D 耳机与电脑主机的插口接触不良，听不到音乐
通用技术——技术与设计（二）考点梳理
6、在日常生活中，你所见到的以下哪一个结构是不属于 利用不稳定的结构实现某些功能的。（ ） A、游乐设施的跷跷板功能结构； B、房间门口的活页功能结构； C、学校运动场的篮球架结构； D、圆珠笔的笔嘴结构。 7、钻石有令人难以置信的强度，就是因为它的分子结构 为四面体，每个面都是三角形，这说明了结构的强度与下 面那个因素有关。（ ） A、重点位置 B、结构的材料 C、结构的形状 D、综合利用以上各因素 8、赏析结构设计作品，可从技术角度和文化角度进行， 下面不属于技术角度的是（ ） A、结构的稳固耐用 B、材料的使用 C、工艺的精湛程度 D、公众认可的美学原则
影响结构稳定性的因素
• 结构的形状 • 重心的位置
尽可能降低结构的整体重心位置，相对稳定。 重心所在点的垂线落在结构底面的范围内，则稳定。
增加结构稳定性
• 支撑面的大小 尽可能增大结构的底面面积
通用技术——技术与设计（二）考点梳理
练4. 如图所示的一个咖啡桌，在不影响其实用性的情况 下，增加桌子的稳定性，下列做法中最优的方法是 （ D ） A．减小桌面的面积 B．降低桌面的高度 C．增大桌面的质量 D．增大三角支架的质量
A．炼乳流程的优化建立在对生产工艺进一步认识的基础 上 B．炼乳设备的改进，导致流程工艺的优化 C．炼乳流程的优化，综合考虑到浓缩、保持营养成分、 降低成本等多种目的 D．炼乳流程的优化，主要表现在环节的减少
流程优化的内容
工期优化（节约时间）、工艺优化（节约材料）、成本 优化（节约资金）、技术优化（添加新设备、改进设 备）、质量优化（提高产品质量）等
流程优化的依据
以某一个指标的优化为主，结合考虑其他指标。
《通用技术-技术与设计2》问题及部分习题参考答案
技术与设计2——教材问题及部分习题参考答案第一单元结构与设计第一节常见结构的认识1．本节重要概念：结构、构件、实体结构、框架结构、壳体结构。
2.教材第2页中的几幅图生动、形象地说明结构广泛存在于自然界中。
3.教材第3页“案例分析”中的三个实例，均说明自然界动物、植物中存在的各种各样的结构可以用来为人类服务，人类可以从中获取感悟而解决某些技术问题，实现一些发明创造。
4.教材第3页“马上行动”受自然界事物结构的启发而产生的产品有船桨（鱼鳍）、人工冷光（萤火虫）、风筝（鹰）、锯（蝗螂臂或锯齿草）、车轮（随风旋转的飞蓬草）、潜水艇（海豚）、声呐（蝙蝠）、潜水用的脚蹼（鸭子）、潜水艇的流线型设计（鱼类）等。
本栏目的设置目的是让学生内化“自然界结构对技术领域的启发”，要养成对日常生活细心观察的意识和创新意识，知道解决技术问题不仅需要正确的方法，更要有持久的恒心和毅力。
5.无论是自然界的结构现象的举例，还是技术领域中的结构现象的举例，教材都注重了知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的统一。
6.教材第4页“阅读”1907年的魁北克大桥坍塌，被列为20世纪十大技术失误之一。
这里用反面例子来说明合理结构的重要性，给人以心灵的震撼，引起人们对结构的重视。
“阅读”为选学内容。
7.教材第4页“马上行动”自然界：地球的结构、金刚石的结构、树的结构……技术领域：汽车的结构、自行车的结构,2008年北京奥运会主体育场“鸟巢”的结构……社会领域：教育管理系统的结构、家庭的结构、企业的管理结构……8.从力学角度理解结构是一个难点，建议教师查阅有关结构力学和理论力学书籍，研究结构构件的受力以及基本受力形式。
应注意结构概念不能只局限于建筑结构的理解上。
9.教材第5页的插图，形象地说明了构件的受力形式。
10.教材第5页“马上行动”11．教材第6页“案例分析”这里侧重分析简易桥梁桥面的静态受力。
12.教材第6页“马上行动”吊兰的支撑架承受吊兰的拉力；桥墩承受来自桥面、桥上负载的压力，两端被托住的梁受到支撑力等。
通用技术必修2_第一章_第一节_初识结构
海洋贝
动 物 的 身 体
蜘蛛网
结构实例展示——古老的板凳
一、结构概念：
结构是指物体的各个组成部分之间的有序搭配和 排列。
结构的各组成部分，通常称为构件。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
从力学的角度：结构是指可承受一定力的架构形态， 可用来抵抗引起形态和大小改变的力。 结构的本质：为了承受力和抵抗变形。
为什么研究结构？
• • • • 在自然界，相同的物质，不同的结构，表现出不同特性 的现象处处可见。 A、同样是水，有液态、气态、固态； B、同样的六个字“这个人表现好”“这个人好表现”， 但因排列不同，就形成了一褒一贬； 结构决定着物体的性质和形态，也直接影响物体的功能。
自然界形形色色的结构能给人以美的享受，给 人创造的灵感和启示。人们将其成果应用到技术领 域, 更好地服务于人类。
蚂蚁力量非凡的嘴巴给了科学家们发明推进体系的微 型机器人的灵感， 例如用于营救工作的机器人。
苍耳子与尼龙搭扣;
生产生活中还有那些产品的结构是受到自然界事 物结构的启发而产生？
船桨（鱼鳍） 人工冷光（萤火虫）
课堂练习
• 实体结构其受力特点是： 能承受较大的压力 。 • 框架结构是指结构体由细长的构件组成的结构。其 受力特点是： 几何外形比较复杂，能承受垂直和水平负载 。 • 壳体结构是指层状的结构。其受力特点是： 。
壳体内空，受力合理，形态稳定
思考以下都是什么结构类型？
拱坝
三. 结构的类型—从结构的几何形态
1 缆索结构 2 桁架结构 3 空间桁架结构
4 球形空间桁架结构
缆索结构——江阴长江公路大桥
桁架结构
空间桁架结构
球形空间桁架结构—上海科技宫
北京国家大剧院
通用技术 必修2 第一章 结构及其设计 第一节 认识结构
认识结构与力
构件 在工程中，将组成各类结构的部件和零件称为构件。
立即行动
根据组成椅子的构件及构件的含义，分析图1—12钢结构雨棚的构件有哪些，这些
构件的功能是什么，并填入表1—1中。
表1—1 钢结构雨棚的构件分析
钢结构雨棚的构件 “Y”形支柱
构件两端承受方向相反的均匀的力，使它发生扭转形变
结构的分类
结构的类型：实体结构、框架结构、壳体结构。 实体结构
特点：结构体本身 外力分布在整个体积中
结构的分类
壳体结构
特点：层状 外力作用在结构体的表面上
框架结构
特点：结构体由细长的构件组成 既能承受竖向重力荷载， 也能承受水平方向的荷载。
课堂小结
横梁 椽条 棚顶盖
功能
撑起横梁 承托椽条 承托棚顶盖 承接雨水和遮光
认识结构与力
构件的基本形式
拉伸变形、挤压变形、剪切变形、弯曲变形、扭曲变形
马上行动
请连线
拉伸变形
构件承受使之产生弯曲的力
挤压变形
构件承受两个距离很近、大小相等、方向相反的平行力
剪切变形
构件承受使之被挤压的力
扭曲变形
构件承受拉拽力
弯曲变形
认识结构
1、什么是结构？
结构是指事物的各个组，将组成各类结构的部件和零件称为构件。
3、结构的分类
实体结构、框架结构、壳体结构
补充习题
1、下列关于物体的结构类型分类的说法中,错误的是（B）
A.栅栏属于框架结构
B.大坝属于框架结构
C.乌龟外壳属于壳体结构
4、某个物体的结构是由细长的构件组成,特点是支撑空间而不充满空间。其所属的结构
第一章结构及其设计教案-高中通用技术地质版必修《技术与设计2》
第一章结构及其设计第一节初识结构一、教学目标(1)理解结构的本质和含义。
(2)能对生活中常见的简单结构进行分类，能指出三种不同结构的应用场合。
(3)能初步认识到结构在日常生产、生活中广泛应用的重要性，拓宽思维和想象空间。
二、教学策略1．学情分析高中生已具备一定的物理知识，可以从物体受力的角度去理解结构的作用。
学生在日常生活中，常看到一些诸如生活、学习用具、生产器械等，也知道它们都具有一定的结构特点，但不能从理论上科学地对其定义。
通过本节内容的学习，学生对于结构的概念和分类比较容易理解掌握，但要对生活常见的实例进行归类可能会有困难。
因为现实中的结构往往是多种结构类型的结合，需要探讨交流，获得共识，教师应从力学架构与形态分类的角度对引导学生学习。
2.教学准备教学中，应尽量结合实例对生活中常见的简单结构进行归类，区分三种结构的不同应用场合。
教师选用不同结构类型的实物模型给学生观摩，如小板凳、台灯、球形建筑等；利用多媒体播放不同结构的图片和视频介绍故宫、赵州桥等，体会物体的结构是由物体的功能和需要决定的，而物体的结构又决定了物体的性质和形态。
三、教学重点结构含义及其分类结构的受力分析四、教学难点结构分类五、教学过程：利用多媒体播放典型结构，探索结构的奥秘。
引出图片所示物的技术核心是结构，它们的共同特点是承受和抵抗各种各样的作用力，抵抗可能由此引起的变形或损伤。
它们都是结构设计的成果。
引导学生，激发学生们对结构探究的兴趣。
从身边的生活入手，让学生们自行设计、制作一个简易衣帽架！要达到我们所提出的要求，那么选用什么架构、材料、几何形状与尺寸，采用怎样的连接、装配与安装方式呢？为了解决这一些技术问题，我们应先从基础学起——结构及其设计。
引导学生从“架构”的角度进行归纳总结：板凳（a）4条腿，“八”字形态，由两根橫橕分别把左右2 条腿连接在一起。
板凳（b）在（a）的基础上去掉了2根橫橕。
板凳（c）在（a）的基础上加了1根橫橕，将左右两端凳腿之间的橫橕连接在一起。
通用技术第二册第一章第二节探究结构
图3-1，实验表明：在外力与材料不变的情况下 构件被破坏的危险程度与它 的截面积有关
应力-构件单/A
σ-希腊字母 sigma
应力σ ：帕Pa，工程上常用兆帕MPa 国际单位制中： 面积A：平方米m2
内力N：牛N
N
G
P 载荷对支柱的压力P、支柱自身重力G、基础对支柱的撑力N
L=400mm、P=45kN、G=22kN P+G-N=0 =>N=P+G=45kN+22kN=67000N σ=N/A=67000N/0.4x0.4=418750N/ m2≈0.419Mp
（二）强度与材料 1、强度与材料 用手挤压纸杯，纸杯会变形；而用同样的力挤压 不锈钢杯，不锈钢杯外形则无明显变化。
2、至少需要多少这样的钢筋
3、要提高抗压应力，不增加钢筋的根数，你有什么办法？
1、σ=N/A => A=N/σ= 5x105t/ 152MPa
=5x105x103x10N/1.52x108Pa =32.89m2
2、n=A/2.0x10-3 =32.98/2.0x10-3=16500
3、选择低碳钢。
3边确定的三角形构成稳定的集合结构。A形铝梯的两 梯面和拉杆构成三角形的几何结构，就是利用了三角形 几何形状的稳定性。一般情况下，梯子打开的时候，梯 面与地面组成三角形，梯子本身就能站的稳。当连接两 个梯面的横杆拉直时，两个梯面的上半部分就与横杆构 成了稳定的三角形，这就进一步加强了梯子的稳定性， 保证了梯子能承受人体的压力。
通用技术必修2苏教版1.1常见结构的认识教案
第一节常见结构的认识教材：通用技术（必修2）文档内容：简单结构的设计章节：第一单元结构与设计第一节常见结构的认识课时：1课时一、教学目标1. 知识与技能目标(1) 能从力学的角度理解结构的概念。
(2) 能够结合简单结构，分析结构的受力。
(3) 了解结构的类型，并对简单的结构实例进行分类。
2. 过程与方法目标结构的构件的基本受力形式。
3. 情感态度和价值观目标。
观察和分析常见结构，激发学习激情和兴趣。
二、教学重点：结合实例进行结构的受力分析和分类。
三、教学难点：结构受力时所产生的内力和应力。
四、教学方法：讲授法、阅读法、案例分析法和提问法，组织学生共同讨论、分析、交流互动五、设计思想1. 教材分析本小节从力学角度阐述了结构的含义——“结构是指可承受一定力的架构形态”；阐述了内力、应力的概念及其计算公式；介绍结构的多种受力；让学生清楚组成结构的构件有哪些受力；最有利用“马上行动”、“案例分析”、“探究”、“小实验”等活动对构件进行承载能力定性分析。
体验、学习受力的分析方法。
受力分析是这一小节的重点。
本小节还讲了三种基本结构类型，重点在于三种结构及其受力情况，同时指出在生产生活实际中结构的复杂性，多数物体的结构是这三种结构形式的组合。
2. 设计理念从生活实践中的常见实例出发，进行讨论分析，归纳总结，自主提炼出课堂核心知识。
3. 教学策略设计根据学生的已有知识，在结构受力分析和结构类型分类的教学过程中，围绕生活中的常见结构，通过纸板演示小试验、案例分析，采用直观教学方法让学生亲身体会和感受，激发师生互动，提高学生的学习兴趣和热情，从而达成教学目标。
4. 学情分析学生已经掌握了一定的力学知识，并可以画出一些简单物体的受力图，但对分析一些基本结构如何受力、构件内部产生内力以及单位横截面上所产生的应力有一定的困难。
同时，学生对结构类型的分类，往往只注意到一种结构形态，容易造成分类的混淆。
六、教学准备：多媒体教学设备、教学课件PPT、纸板、砝码等。
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知识的应用：
你能举出生活中结构的稳定性和重心高低有关系 的案例吗？
实验三：弯腰实验
支撑面与重心的位置对结构的稳定性有影响吗？
重垂线落在支撑面内，结构就稳定 重垂线落在支撑面外，结构就不稳定
知识的应用：
比萨斜塔为何斜而不倒？
就是因为斜塔的重垂线， 仍然落在了斜塔底座形 成的支撑面围内。
结构与设计 认识结构
一、认识结构
结构的世界
结论：
我们身边存在着各种各样的结构。 结构普遍存在于自然界的物体中， 也存在于人类创造的各种物体中。
什么是结构？
广义上：结构是指事物的各个组 成部分之间的有序搭配和排列。
从力学的角度：结构是指可承受 一定应力的物体形态，结构可以抵 抗能引起形状和大小变化的力。
想一想：
以上两起事故产生原因的共 同点是什么？
结构的稳定性：指结构在外力的作用 下，维持其平衡状态的能力。它是结 构的重要性质之一。
影响结构稳定性的因素都有哪些？
实验一： 把两个盛满水的矿泉水瓶一个正放，一个反放， 然后缓慢倾斜木板，哪个瓶子先倒？ 我们从中得到的结论是什么？
接触面：是物体与地面接触所形成的面.
壳形结构
蒙古包
帐篷
探究结构 ——影响结构稳定性的因素
“楼脆脆”这个名字是人们给上海的一座竣工未交付 使用的高楼新起的一个名字，这是一座在建的13层的 住宅楼，这座高楼就像被大风卷过之后的连根拔起的 大树一样轰然倒塌了。
当然这事件也出现了另一个奇迹，那就是整栋大楼正 面的窗户玻璃听说一块没碎，简直是宇宙奇迹啊！当 时有网友还点评这是中国玻璃产业一大新闻，充分说 明我国生产的玻璃质量太过硬了，应该全球推广，真 是让人啼笑皆非！
事故原因
海市政府公布了其调查所得的结果，大 楼倾倒的主要原因是：紧贴倒塌大楼北 侧，在短期内堆土过高，最高处达10米 左右；与此同时，紧邻大楼南侧的地下 车库基坑正在开挖，深度4.6米，大楼两 侧的压力差使土体产生水平位移，过大 的水平力超过了桩基的抗侧能力，导致 房屋倾倒。
“给我一堆黄土 我能推倒一栋大楼！ ”
支撑面：是物体与地面接触点的连线 与地面形成的面
结论一、 结构与地面接触所形成的支撑面 越大越稳定。
知识的应用：
你能举出生活中结构的稳定性和支撑面大小 有关系的案例吗？
实验二： 在木板上正放两个矿泉水瓶，一个
装满水，一个装半瓶水。
通过实验，我们发现结构的稳定性与什么 因素的有关系?
结论二： １．重心越低,稳定性越好;
２：在地震多发地区，人们将酒瓶之类的
物体倒置在地上，利用这一不稳定的结构 实现预报地震的功能。
生活中的不稳定性的例子
在打水桶口边挂一重物 摇椅 老鼠夹子 安全气囊 四边形的闸门 折叠椅
下图是两位同学制作的筷子支架结构。为什么右边
这个只能支撑一个5千克的铅球，而左边这个却能 支撑两个共8千克的铅球？请分析原因。
3
三个支撑点组 成三角形结构 更容易稳定结 应用：
你可以用哪些方法在其他手指不接触铅笔 的情况下，把铅笔尖立在你的食指上
思考：不稳定的结构就一定没有好处吗？
在跨栏运动时，只要运动员轻碰到栏架，就 会翻倒，既不致于把运动员绊倒，又可以检验是 否跨过栏架．
A B
实体结构的受力特点
实体结构是利用自身来承受荷载， 主要承受压力。
实体结构
长 城
实体结构
埃 及 法 老 像
实体结构
锤子 砧板
（2）框架结构
通常是指结构体本身由细长的构 件组成，支撑空间却不充满空间。 如窗户、画框、房子的架构等等。 框架结构的受力特点
框架结构是通过条状物的连接来 承受荷载，可以承受压力和拉力。
具有质量小、强度高、防 御能力强(抗一定程度的炸 弹和地雷爆炸)、减震性能 好的特点，这是其蜂巢结 构的优势所在。美国军用 车辆已开始使用这种 “强
悍”的轮胎，而未来将更 广泛地使用。
自然界的经典结构——蜘蛛网
蜘蛛网呈辐射网 状结构。
小昆虫撞在蜘蛛 网上，拼命的 挣扎，会使蜘 蛛网发生形变 ，但它却不能 将蜘蛛网撞破 ，因为蜘蛛网 在变形的过程 中，可以将运 动产生的力分 散掉。
结构欣赏
自然界的经典结构——蜂窝结 构
每个蜂房呈大小相等的六棱柱体。
使用最少的材料制作尽可能宽敞的 空间 。
这些蜂巢组成底盘的菱形的所有钝 角都是109°28′，所有的锐角都是 70°32′。制成最大的菱形容器正 是这个角度。
仿生蜂巢轮胎
一种适用于军队使用的新 型仿生非充气轮胎——蜂 巢轮胎，其主要用于悍马 越野车。
蛋形椅
盖里椅
功能：在使用功能上，盖里椅具 有其他椅子相同的功效，唯一的缺点 是没有扶手，而且椅子面过于平直， 坐久了人会觉得不舒服。
结构设计：盖里椅结构上简洁大 方,线条明快,有流动感。占地面积小， 却十分平稳。但椅子的旋转性差，不 能随意转动使得它灵活性也差。
制造技术：盖里椅要达到整体统 一的完美线条和弯曲效果，还要考虑 到重心的位置高低和椅子承受能力的 大小，对制造来说，是一次挑战。
(5)扭转力：反方向向物体两端均匀施 力，使物体发生扭转形变的力。
组成结构的构件的基本受力形式
拉力 压力 扭曲力 弯曲力 剪切力
三、结构的分类
根据物体结构形态在受力时承受和传递 力的方式差别
实体结构
结 构
框架结构
壳形结构
（1）实体结构
通常是指结构体本身是实心的结构。 如墙壁、柱子、实心球等等。
斗拱
应县木塔
释迦木塔位于应县城内西
北佛宫寺内，俗称应县木塔。 建于辽清宁二年（公元1056 年），金明昌六年（公元1195 年）增修完毕。是我国现存最 高最古的一座木构塔式建筑。 为全国重点文物保护单位。
应县木塔的设计，广泛采 用斗拱结构，全塔共用斗拱54 种，每个斗拱都有一定的组合 形式，设计科学严密，构造完 美，巧夺天工，是一座既有民 族风格、民族特点，又符合宗 教要求的建筑，在我国古代建 筑艺术中可以说达到了最高水 平，即使现在也有较高的研究 价值。
审美：盖里椅的结构传达出一种 盘旋上升、奋发向上的精神，具有雕 塑般的美感和强烈的时代气息，形成 了优雅的浪漫主义设计风格。
再见！
结构决定物体的形态和性质
结构决定物体的形态和性质是通过承 受外力的作用体现出来的。
二、结构与力
椅子的受力分析
(1)压力：挤压物体的力。
(2) 拉力：物体所承受的 拉拽力。
(3)弯曲力：作用于物体， 使它产生弯曲的力
(4)剪切力：两个距离很近，大小相等， 方向相反，且作用于同一物体上的平行的力
如何提高斜塔的 稳定性呢？
3.结构的形状与稳定性的关系
三角架有三个支撑点,形成的三角形结构 更容易稳定
3.结构的形状与稳定性的关系
小结：结构稳定性的主要 影响因素
重心位置的高低
1
重心越低, 稳定性越好; 重心越高, 稳定性越差。
支撑面的大小
2
结构与地面 接触所形成 的支撑面越 大越稳定
结构的形状
框架结构
埃菲尔铁塔
北京—鸟巢
框架结构
建筑框架
建筑用脚手架
框架结构
书桌椅
书柜
（3）壳形结构
壳形结构通常是指层状的结构。 如贝壳、头盔、汽车飞机的外壳等 等。
壳形结构的受力特点 壳形结构通过壳形来传递力和 承受荷载，特别是当顶部受到压 力时，它能将力均匀扩散。
壳形结构
壳形结构
中国国家大剧院 拜占庭式建筑圆顶
苍耳子与尼龙搭扣
鸟与飞机
鹰眼与导弹跟踪系统
岳阳楼
黄鹤楼
飞檐5层，从 楼的纵向看各层 排檐与楼名直接 有关，形如黄鹤， 展翅欲飞。整座 楼的雄浑之中又 不失精巧，富于 变化的韵味和美 感。
斗拱是中国木构架 建筑特有的结构构件， 在结构上挑出承重，并 将屋顶的大面积荷载经 斗拱传递到柱上。它有 一定的装饰作用，又是 屋顶和屋身的过渡。此 外，它还是封建社会森 严的等级制度的象征和 重要的建筑尺度衡量标 准。斗拱一般使用在高 级的官式建筑中，称为 大式建筑。因为斗拱的 重要性，历代建筑对它 十分重视，使它成为判 断建筑时代的重要标志 之一。