1.1认识结构
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1.1常见结构的认识
• 当一个结构受到外力作用时 内部各 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, 质点之间的相互作用会发生改变 产 称为内力。 生一种抵抗的力 , 称为内力。 • 应力是构件的单位横截面上所产生的 内力。 内力。 • 当应力达到某一极限值时 结构就会 当应力达到某一极限值时, 遭到破坏。用公式表示应力为：σ 遭到破坏。用公式表示应力为： =F/s, 其中 ,F 是内力 ,S 是受力面积 , σ是应力。 是应力。 是应力
阅读案例：魁北克大桥的坍塌。 分析大桥坍塌的原因是什么？ 设计师擅自改变桥的结构。 为什么改变桥的结构会造成塌陷呢？ 因为，不合理的结构会使结构或材料 所受到的外力超过其承受的极限。
结构与力
• 从力学角度来说 结构是指可承受一定 从力学角度来说, 结构是指可承受一定 架构形态, 力的架构形态 力的架构形态 它可以抵抗能引起形状 和大小改变的力。 和大小改变的力。 • 每个物体都有它的特定的架构形态，这 每个物体都有它的特定的架构形态 架构形态， 种架构形态体现着它的结构。 种架构形态体现着它的结构。 • 一个较复杂的结构由许多不同的部分组 构件。（ 这些组成部分通常成为构件。（例 成，这些组成部分通常成为构件。（例 自行车的车轮有辐条、轮胎、车圈、 如：自行车的车轮有辐条、轮胎、车圈、 气门等构件组成。） 气门等构件组成。）
中国的大飞机在研制中
鹰眼
与导弹跟踪系统
结构如： 1、自然界中物体的结构 自然界中物体的结构：鸟巢、蜂 自然界中物体的结构 窝、蜘蛛网、大树、动物的身体与器 官等； 2、生活中的飞机、汽车、楼房、桥 梁等 →人类创造物体的结构 人类创造物体的结构 3、抽象的结构如语文科的小说、诗 词等，人员结构、计算机方面的数据 结构等…… →社会领域中的结构 社会领域中的结构
通用技术必修2粤教版1.1认识结构.pdf
第一章结构与设计1.1认识结构（备课时间:第1周教出时间:第1周总第2课时）教学目标：什么是结构,以及结构的一般分类。
教学重难点：重点：结构的涵义及分类。
难点：结构普遍存在于自然界的物体中。
教学过程上学期，我们学习了《技术与设计1》模块，老师和同学们一起走进了技术世界，认识了技术及其主要特性；我们一起步入了设计殿堂，学习了设计的基本知识，体验了设计的初步过程，进行了设计的交流和评价。
应该说，在培养“技术素养”的进程中，有了一个良好的开端。
本学期，我们将继续学习本课程的第二个必修模块——《技术与设计2》。
本模块共有四个单元，这四个单元是：结构与设计、流程与设计、系统与设计、控制与设计。
第一模块的八个内容是彼此相连，且有递进关系的内容，而本模块的四个内容相对比较独立。
但并不是说它们没有关联。
实际上，这四个主题，也是有着内在联系的。
这种联系可以理解为：系统是主体，结构是核心，流程是系统状态的变化，控制是对系统状态实施的干预。
由于本模块内容的知识性和专业性都比第一模块要强得多，同学们在学习中既要动手，又要动脑，并要学会灵活运用其它学科的知识来解决技术问题。
要通过本模块的学习进一步提高技术理论素养、技能素养和创新能力。
一、了解结构“结构”一词，对同学们来说可能并不陌生。
请同学们想一想，在学习其它课程中，有哪些课程提到过“结构”？对！；在生物课中提到过：人体的结构；在政治课里有社会结构；在化学和物理中，有物质结构、分子结构、原子结构，在语文课里接触过：文章的结构，在地理课中有地质结构。
看来，世界上的事物，大到宇宙，小到原子、分子；物质的，非物质的，都有其自身的结构。
仅管它们各自的具体内容不一定相同，但是，它们的本质涵义却是相同的。
现在，我请同学们根据不同事物的结构，给“结构”归纳出一个总的表述。
对！“结构是指事物内部的组成、排列及其相互之间的关系”。
下面请欣赏一组图片，看看自然界存在的各种结构。
【思考】1、为什么要研究结构？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：——同样是水，有液态、气态、固态；——同样是碳，但有最硬的固体金刚石和最软的固体石墨存在；——同样是磷，有三价磷和五价磷，它们的非金属性是有差别的；——同样的六个字：“这个人表现好”，“这个人好表现”但因排列不同，就成了一褒一贬。
1.1常见结构的认识
硬纸包装箱：
通过以上例子可以得出：
结构可以抵抗来自外界的作用力，那结构一般会受 到哪一些力？
拔 河！
拉面、 油条、 拉力器
拉力：物体所承受的拉拽力。
通过以上例子可以得出：
结构可以抵抗来自外界的作用力，那结构一般会受 到哪一些力？
趁 热 打 铁！
订书机、
桥墩、
压路机 压力：挤压物体的力。
通过以上例子可以得出：
结构影响着事物的性质和功能,结构方面存在 的一个小问题也许就会导致重大事故的发生。 合理的结构是事物存在的基础。
美国明尼苏达 州一座跨越密 西西比河的公 路桥07.8.1傍 晚发生坍塌
结构影响着事物的性质和功能,结构方面存在 的一个小问题也许就会导致重大事故的发生。 合理的结构是事物存在的基础。
马上行动
指出下例结构可以抵抗来自 外界那些方面的作用力。
餐桌
建案： 建筑物的窗户：
抵抗来自建筑物墙的 正向和侧向的压力、 风的作用力，及其自 身的重力等 承受来自桌面物体 的压力和它自身的 重力等
承受箱内物体的重力、箱 内物体向外的挤压力以及 自身的重力等
餐 桌：
案例1
应用
用于不闻香臭、时流浊涕，鼻渊头痛，外感风寒，恶寒 无汗，风寒头痛。本品温和疏达，味辛散风，苦燥湿浊， 通窍止痛，常配伍辛夷、白芷、薄荷同用，即苍耳子散。
结构无处不在 1)自然领域
P4 马上行动
案例2
人类飞翔的梦想源于展 翅高飞的鸟，鸟因为有 它自由流畅的体形和翅 中国的大飞机在研制中 膀结构，飞机原型源于 飞鸟形体结构的仿生。
2、结构与力
分析椅面和桥面受到哪些力的作用。p6
人对椅面的压力PA， 椅面自身的重力PB， 椅子的支架对椅面 产生的支撑力F 。
1、1认识结构
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
龟壳
壳形结构
中国国家大剧院
拜占庭式建筑圆顶
壳形结构
蒙古包
帐篷
壳形结构
灯泡
安全帽
四、三种结构的受力特点
（1）实体结构的受力特点
自然界的经典结构4——贝壳结构
虽然贝壳的主要成分是碳酸钙，但
贝分泌的珍珠母，能实现“混凝土 —砖头”结合一样的功效。而且贝 壳的形状，在抵御压力上显著的。
中外建筑结构1——赵州桥
建于隋大业(公元605-618) 年间，是著名匠师李春建 造。桥长50.82米，跨径 37.02米，券高7.23米，是 当今世界上跨径最大、建 造最早的单孔敞肩型石拱 桥。因桥两端肩部各有二 个小孔，不是实的，故称 敞肩型，这是世界造桥史 的一个创造（没有小拱的 称为满肩或实肩型）。桥 上有很多的装饰，类型众 多，丰富多彩。
自行车：承重部分是框架结构，挡泥板是 壳体结构，脚踏与链轮之间是传动结构
物体结构 栅栏
冰山 钢化玻璃锅盖 竹排
实体
框架
壳形
人的头盖骨
古罗马斗兽场
飞机的窗户形状
早期飞机飞行高度低，客舱不须加压，同时，机身 需要承受的各种应力也比较小，所以，窗户有时设 计成方形。 但是随着飞机速度的提高，机体在做各种机动动作 时承受的应力提高，并且，特别是飞行高度的增加 导致客舱需要加压维持较舒适的环境，这对机体的 抗压能力提出了较高的要求。 通常，结构的开口处是各种应力比较集中的地方， 也是结构中最容易因应力的不断变化而崩溃的地方 。研究发现，多边形（包括方形）的窗户，在拐角 处更易集中应力，最终因为金属的疲劳导致结构的 崩溃。而圆形，由于在各个方向上的结构相同，应 力将被平均分散，所以就极少出现从某一点发声崩 溃的情况。 所以，飞机客舱的窗户要设计成圆形。
1.1 认识常见的结构
Fra bibliotek线型插座
这款插座的外形看上去就是一根电线，只是这条电线上增加了许多插 孔。这样，不仅可以有效的将插座间隔开来，而且能够提供更高的自 由度。最重要的是，这个创意真的很独特。
仔细观察两个扳手构造上的差异
卓越的结构是设计者的追求
吉隆坡双子 星大厦，高 88层，是马 来西亚的骄 傲。高 451.9米
知识迁移 6．我们所用的板凳属于（ B）结构。 A、实心结构 B、框架结构 C、空心结构 D、壳体结构
知识迁移 8.分析下列物体的结构类型，判断哪个 不属于壳体结构（ D ） A、西瓜 B、圆形陶瓷饰品 C、贝类 D、金字塔
【思考】
1、为什么要研究结构？
这些形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示。 通过对自然界中结构的分析和研究，人们将其成果应用 到技术领域，更好地服务于人类。
2、生产生活中还有哪些产品的结构是受到自然界 事物结构的启发而产生的？
锯子 潜水艇 羊毛衣羽绒服 沙鱼皮泳衣国家体育场（鸟巢）等
3、我们人类好多地方不如动物,不能象鸟一样在空 中自由飞翔,不能象鱼一样在水中欢快游荡,奔跑 速度不如狗，打斗力气不如虎。人类凭什么能成 为动物界的统治者呢? 凭大脑,凭学习,人类把几千年知识在几年十几年中 继承过来并在原来的基础上进行创新，现在进入 知识经济时代，人类知识总量几年就要翻一番。
社会领域中的结构
在社会领域，也普遍存在着结构现象。 文学类的小说、 诗词等文章的结 构 企业的人员结构 计算机方面的数据结构 等……
马上行动
例举印象较深的有关结构的事例 P4
树的结构、金刚石的结构、地球的结构、雪花的结构 自行车的结构、水立方的结构、电脑的结构 家庭的结构、公司的结构、学校的结构、班级的结构
这款插座的外形看上去就是一根电线，只是这条电线上增加了许多插 孔。这样，不仅可以有效的将插座间隔开来，而且能够提供更高的自 由度。最重要的是，这个创意真的很独特。
仔细观察两个扳手构造上的差异
卓越的结构是设计者的追求
吉隆坡双子 星大厦，高 88层，是马 来西亚的骄 傲。高 451.9米
知识迁移 6．我们所用的板凳属于（ B）结构。 A、实心结构 B、框架结构 C、空心结构 D、壳体结构
知识迁移 8.分析下列物体的结构类型，判断哪个 不属于壳体结构（ D ） A、西瓜 B、圆形陶瓷饰品 C、贝类 D、金字塔
【思考】
1、为什么要研究结构？
这些形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示。 通过对自然界中结构的分析和研究，人们将其成果应用 到技术领域，更好地服务于人类。
2、生产生活中还有哪些产品的结构是受到自然界 事物结构的启发而产生的？
锯子 潜水艇 羊毛衣羽绒服 沙鱼皮泳衣国家体育场（鸟巢）等
3、我们人类好多地方不如动物,不能象鸟一样在空 中自由飞翔,不能象鱼一样在水中欢快游荡,奔跑 速度不如狗，打斗力气不如虎。人类凭什么能成 为动物界的统治者呢? 凭大脑,凭学习,人类把几千年知识在几年十几年中 继承过来并在原来的基础上进行创新，现在进入 知识经济时代，人类知识总量几年就要翻一番。
社会领域中的结构
在社会领域，也普遍存在着结构现象。 文学类的小说、 诗词等文章的结 构 企业的人员结构 计算机方面的数据结构 等……
马上行动
例举印象较深的有关结构的事例 P4
树的结构、金刚石的结构、地球的结构、雪花的结构 自行车的结构、水立方的结构、电脑的结构 家庭的结构、公司的结构、学校的结构、班级的结构
1.1 常见结构的认识
无处不在的结构
（3）社会领域的结构
在社会领域，也普遍存在着结构现象。一家企业的人员 结构关乎企业的运行与效率。这是组织严密的社会领域的结 构。
1 . 1 常 见 结 构的认 识
1 . 1 常 见 结 构的认 识
无处不在的结构
自然界的结构给了人们无限创 造灵感和启示。通过对自然界中各 种结构的分析和研究，人们将其成 果应用到技术领域，服务于人类。
学习目标
1、了解结构的含义,结构的一般分类 2、构件的五种基本受力形式 3、能够对结构进行受力分析
命运多舛的魁北克大桥–坍塌
魁北克大桥，本该是美国著名设计师特奥多罗·库帕的一个真正有价值的不朽杰作。 库帕曾称他的设计是“最佳、最省的”。库帕自我陶醉于他的设计，而忘乎所以地把大 桥的长度由原来的500米加到600米，以成为当时世界上最长的桥。正当投资修建这座大 桥的人士开始考虑如何为大桥剪彩时，人们忽然听到一阵震耳欲聋的巨响——大桥的整 个金属结构垮了：19000吨钢材和86名建桥工人落入水中，只有11人生还。
课堂评价
比一比,各小组课堂表现
给今天表现优胜的小组鼓掌，我们其它小组要向 该小组学习，也希望这个小组能再接再厉。
课后作业
预习本课第3部分结构 的类型：
实体结构、框架结构、 壳体结构。
1 . 1 常 见 结 构的认 识
1 . 1 常 见 结 构的认 识
鲨鱼与潜艇
1 . 1 常 见 结 构的认 识
1 . 1 常 见 结 构的认 识
结构的定义
结构：事物的各个组成部分之
间的有序搭配和排列。
排序不同，结构就不同，性质 也就不同。
结构决定着事物存在的性质。
1 . 1 常 见 结 构的认 识
高中通用技术：1.1-常见结构的认识课件
栅 冰 栏 山 √ √ 圆形陶瓷装饰品 高层建筑的穹顶 钢化玻璃锅盖 竹 排 √ √ √ 汽车外壳 人的头盖骨 古罗马斗兽场
实体结构 框架结构 壳体结构 组合结构 √
√
受力特点 作用在支撑架上
作用在表面上 分布在整个体积中 作用在表面上
√
作用在表面上
作用在支撑架上 作用在表面上 作用在表面上
√
各种结构都有受力
思考： 为什么要研究结构？
在自然界，各种事物都有它特定的结构，
这些形形色色的结构结了我们无限的创造灵
感和启示。通过对自然界中结构的分析与研
究，将其成果应用到技术领域，更好地为人 类服务。
结构的定义：
结构（structure）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
四、课堂练习
思考：在这次交通事故中，摩托车手能够死里逃生的
主要原因是什么？
当出现交通意外时，摩托车手头盔的某一部位受到一个大的 撞击力，由于头盔是壳体结构，在受撞击时外力沿壳体分布出去， 使得所受力迅速分布到头盔表面，形成整个头盔表面均匀受力， 这是对外力的第一次减弱，起到了保护摩托车手安全的作用。
比较不同形状纸板所能 承受压力的大小。（P7）
请思考：
1、哪种情况下纸板的抗压能力最强， 为什么？
纸张弯曲大跨度小，抗压能力大。
2、在现实的生产活动中有哪些应用？
建造拱桥时需要考虑拱桥的跨度与弯曲程度。
三、结构的类型
实体结构 按物体的结构形态分： 框架结构 壳体结构
三、结构的类型
1、实体结构： 定义：结构体本身是实心的结构。 受力特点：外力分布在整个体积中。 举例：实心墙、大坝„„
（2）在技术领域，产品的结构更是丰富多 彩。 （一把锤子、一辆汽车、一座桥、一幢房 子都具有特定的结构）
1.1 认识结构2020
1.结构决定了物体的 形状和状态。
例：铁丝（韧性高） 折叠：曲别针 螺旋弯曲：弹簧
结构的涵义
2.结构决定了物体的性质。 例：石墨与金刚石。
金刚石与石墨的关系是同素异形体（同种元素形成的性质不同的单质） 二者的化学式都是C。 石墨原子间构成正六边形是平面结构，呈片状。 金刚石原子间是立体的正四面体结构。
三、结构的分类：
壳形结构
中国国家大剧院
拜占庭式建筑圆顶
三、结构的分类：
大多数现代建筑的结构是由若干种地基、柱等是实 体结构，有的建筑的屋顶则是壳体结构。
小结
结构
广义：组成部分有序搭配和排列
从力学的角度看，结构是指能够承受一定应力的 物体形态，可以抵抗能引起的形状和大小改变的 力。
技术与设计2 通用技术必修
结构与设计(1课时) 流程与设计(1课时) 系统与设计(1课时) 控制与设计(2课时)
第一章 结构与设计
一、了解结构—第—一节自然认界识中结的构结构
一、了解结构——人类创造的结构
长城是砖筑实体结构。 埃菲尔铁塔是世界上第一座钢质框架结
构的塔
结构的涵义
从广义上： 结构——事物的各个组成部分之间的搭配和 排列。
成部分——构件。
例如：自行车
二、结构与力
作用在结构或构件上的力：
拉力、压力、弯曲力、扭曲力、剪切力。
二、结构与力 拉力：具体表现形式拉伸。 物体所承受的拉拽力。
二、结构与力
压力：具体表现形式压缩。
挤压物体的力。
二、结构与力
剪 切 力：具体表现形式剪切。
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。
总结：结构决定了物体的形态与性质，确 定的搭配和排列决定物体的性质和形态。
例：铁丝（韧性高） 折叠：曲别针 螺旋弯曲：弹簧
结构的涵义
2.结构决定了物体的性质。 例：石墨与金刚石。
金刚石与石墨的关系是同素异形体（同种元素形成的性质不同的单质） 二者的化学式都是C。 石墨原子间构成正六边形是平面结构，呈片状。 金刚石原子间是立体的正四面体结构。
三、结构的分类：
壳形结构
中国国家大剧院
拜占庭式建筑圆顶
三、结构的分类：
大多数现代建筑的结构是由若干种地基、柱等是实 体结构，有的建筑的屋顶则是壳体结构。
小结
结构
广义：组成部分有序搭配和排列
从力学的角度看，结构是指能够承受一定应力的 物体形态，可以抵抗能引起的形状和大小改变的 力。
技术与设计2 通用技术必修
结构与设计(1课时) 流程与设计(1课时) 系统与设计(1课时) 控制与设计(2课时)
第一章 结构与设计
一、了解结构—第—一节自然认界识中结的构结构
一、了解结构——人类创造的结构
长城是砖筑实体结构。 埃菲尔铁塔是世界上第一座钢质框架结
构的塔
结构的涵义
从广义上： 结构——事物的各个组成部分之间的搭配和 排列。
成部分——构件。
例如：自行车
二、结构与力
作用在结构或构件上的力：
拉力、压力、弯曲力、扭曲力、剪切力。
二、结构与力 拉力：具体表现形式拉伸。 物体所承受的拉拽力。
二、结构与力
压力：具体表现形式压缩。
挤压物体的力。
二、结构与力
剪 切 力：具体表现形式剪切。
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。
总结：结构决定了物体的形态与性质，确 定的搭配和排列决定物体的性质和形态。
1.1常见结构的认识
物体结构
栅栏 ▲ 圆形陶瓷装饰品 ▲ 冰山 ▲ 高层建筑的穹顶 ▲ 钢化玻璃锅盖 ▲ 竹排 ▲ 汽车外壳 ▲ 人的头盖骨 ▲ 古罗马斗兽场 ▲
实体 结构
√
框架 壳体 组合 结构 结构 结构
√ √
√ √ √ √ √
√
受力 特点
4、结构设计要考虑的几个重要因素：
(1)结构的稳定性
指结构在负载的作用下维持原有 平衡状态的能力。它是结构的重要性质之一。
实体结构 指结构本身是实心的结构 受力特点：外力分布在整个体积中。
框架结构 指结构体由细长的构件组成的结 构，支撑空间而不充满空间。
受力特点：可以承受压力和拉力等。
壳体结构 指层状的结构
受力特点：外力作用在结构体的表面上，能将 外力分散到整个表面。
在实际生活中，许多结构往往是实体、框 架、壳体等基本结构的组合形式。
壳体结构
实
体
结
壳体结构
构
圣彼得大教堂
比萨斜塔
马上行动
拉力 压力 剪切力 扭转力 弯曲力
（P.5）请连线：
作用于物体 ,使它产生弯曲的力 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 行力 挤压物体的力 物体所承受的拉拽力 反方向向物体两端均匀施力 ,使 物体发生扭转形变的力
马上行动 （P.10）
思考：影响结构稳定性的因素有哪些？
不倒翁不到的原因？ 重心低
倒立的定性？
照相机支架稳定的原因？ 支架是三角形
分析双脚自行车和单脚自行车的稳定性：
分析下面物体稳定的原因：
同一个物体的不同形状的稳定情况：
1
2
3
重心所在点的垂线落在结构体的支 撑面内，结构体就是稳定的。
模块二167;1.1常见结构的认识
• 从力学角度来说, 结构是指可承受一定力 的架构形态, 它可以抵抗能引起形状和大 小改变的力。
• 每个物体都有它的特定的架构形态，这种 架构形态体现着它的结构。
• 物理学与通用技术研究力的角度不同, 物理学往往研究外力,把物体当质点, 哪怕是地球,在研究它绕太阳转动时, 仍把它当作质点。
• 而技术学则关注一个物体内部受力情 况。
• 当应力达到某一极限值时, 结构就会 遭到破坏。用公式表示应力为：
σ =F/s, 其中 ,F 是内力 ,S 是受力 面积 , σ是应力。
构件的基本受力形式：拉力、压力、 剪切力、扭转力和弯曲力。
拉 力 物体所承受的拉拽力
压 力 挤压物体的力
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力
作业：
Ｐ11.3 请分析，当出现交通事故时，摩托车手的
头盔是如何避免外力对透骨的撞击的？ 汽车的安全气囊又是如何保护驾驶员的？
第一单元 结构与设计
一 常见结构的认识 二 稳固结构的探析 三 简单结构的设计 四 经典机构的欣赏
一 常见结构的认识 1、无处不在的结构 概念
• 结构（structure)：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 且决定着事物存在的性质。
请欣赏有关结构的图片
人与人之间有竞争,而且可能很激烈，能否立于不败之地,在于不断 学习。
• 生产生活中还有哪些产品的结构是受到自然界 事物结构的启发而产生的？
• 羊毛衣、雷达、潜水艇……。
• 在社会领域,也普遍存在着结构现象。 • 一篇文章的内容结构影响文章的表达与质量,
一家企业的人员结构关乎企业的运行与效率。
• 每个物体都有它的特定的架构形态，这种 架构形态体现着它的结构。
• 物理学与通用技术研究力的角度不同, 物理学往往研究外力,把物体当质点, 哪怕是地球,在研究它绕太阳转动时, 仍把它当作质点。
• 而技术学则关注一个物体内部受力情 况。
• 当应力达到某一极限值时, 结构就会 遭到破坏。用公式表示应力为：
σ =F/s, 其中 ,F 是内力 ,S 是受力 面积 , σ是应力。
构件的基本受力形式：拉力、压力、 剪切力、扭转力和弯曲力。
拉 力 物体所承受的拉拽力
压 力 挤压物体的力
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力
作业：
Ｐ11.3 请分析，当出现交通事故时，摩托车手的
头盔是如何避免外力对透骨的撞击的？ 汽车的安全气囊又是如何保护驾驶员的？
第一单元 结构与设计
一 常见结构的认识 二 稳固结构的探析 三 简单结构的设计 四 经典机构的欣赏
一 常见结构的认识 1、无处不在的结构 概念
• 结构（structure)：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 且决定着事物存在的性质。
请欣赏有关结构的图片
人与人之间有竞争,而且可能很激烈，能否立于不败之地,在于不断 学习。
• 生产生活中还有哪些产品的结构是受到自然界 事物结构的启发而产生的？
• 羊毛衣、雷达、潜水艇……。
• 在社会领域,也普遍存在着结构现象。 • 一篇文章的内容结构影响文章的表达与质量,
一家企业的人员结构关乎企业的运行与效率。
1.1 初始结构
苍 耳 子
瑞士发明家乔尔吉·朵青斯十分喜欢带着狗外出散步，有 一次外出回家，发现自己裤腿上和狗身上都黏满了苍耳子。 苍耳子在狗毛上黏得很牢，要花一些时间才能把苍耳子拿 下来。他想，如果采用这两种形状的结构不就可以发明一 个搭扣吗？从此，人们的日常生活就多了一个好帮手——
鹰 眼
鹰而不 在仅高有空独飞特行的飞行本员领，，单而凭且肉，眼它很的难眼发睛现的和敏识锐 别程地度面在的鸟目类标中。也科 是学名 家列们前经矛过的对。鹰鹰眼的视研距究是，人发的现几鹰倍是，用而低且分视辨野率非、常宽开视阔野，的它部展分翅(视 飞网翔 膜在外二周三)搜千索米目的标高，空而，高一分下辨子率便、能窄发视现野地的面部的分小(视兔网子膜，中并央敏)捷是地用 俯于冲 仔下细去观，察一已举经将发其现捕的获目。标。我们模仿鹰眼制造出一种“鹰眼导 弹”，它就能象鹰一样自动寻找和识别打击目标，并自动跟踪目标 直到攻击成功为止。
3 结构的类型
3 结构的类型
通常将结构分为： 实体结构 框架结构 壳体结构
实体 结构
结构体本身是实心结构
特点：能承受较大压力，外力分布 在整个体积中。几何外形简单。
框架 结构
结构体由细长的构件组成的结构
特点：支撑空间而不充满空间, 几何外形复杂。
壳体 结构
内部中空的结构
特点：外力作用在结构体的表面上， 受力均匀，形态稳定。
结构在我们生活中是非常重要 的，结构不合理，就达不到预期 的效果，甚至会产生严重的后果 ，如桥断、房屋倒塌等。
为什么桥会断呢？
2 结构与力
大多数结构的物体都需要承受外力的作 用，当外力达到一定程度，物体就会遭 到破坏，形状和大小就会改变。
结构是指可承受一定应力的架构 形态，它可以抵抗能引起形状和 大小改变的力。
1.1常见结构的认识
压力
挤压物体的力 两个距离很近 , 大小相等,方 向相反,且作 用于同一物体 上的平行力 反方向向物体两 端均匀施力 , 使物体发生扭 转形变的力 作用于物体 , 使它产生弯曲 的力
剪切力
扭转力
弯曲力
承受弯曲载荷的构件，一般称为梁。梁在承受弯曲时， 受力情况比较复杂，其中一种载荷叫做弯矩。它是 作用在过梁的轴线且与横截面垂直的平面内的力偶 矩。其作用力是使梁产生弯曲变形。
25
探究： 探究：
观察右图,说明石磨的推杆为什么要 观察右图 说明石磨的推杆为什么要 用一根绳子吊起来? 用一根绳子吊起来 一是保持人在推磨时推杆始终在 平行于地面的平面上运动，改变 了人推磨时的用力方向，只需前 推与后拉，使推磨更轻松； 二是防止推杆弯曲变形，可以承 载一些推杆的重力。
26
结构力学应用于日常生活中 结构力学应用于日常生活中
例如:桥墩 桥墩承受自身重力及 负荷的压力、大风的作用 力等其它外力。
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讨论分析生产、生活中常见结构， 讨论分析生产、生活中常见结构，要抵抗来自外界 力的作用情况： 力的作用情况： 建筑物的窗户： 建筑物的窗户：
建筑物墙体的正向和侧向的压力、自身重力、 建筑物墙体的正向和侧向的压力、自身重力、窗框的支撑 风力、 力、风力、外来撞击力
实体结构：指结构本身是实心的结构； 框架结构：指结构体由细长的构件组成 的结构； 壳体结构：指层状的结构；
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32
1、实体结构：如实心墙、大坝等。 、实体结构：如实心墙、大坝等。 受力特点：外力分布在整个体积中。 受力特点：外力分布在整个体积中。
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2、框架结构：如铁架塔、建筑用脚手架、 、框架结构：如铁架塔、建筑用脚手架、 厂房的框架等。 厂房的框架等。 受力特点：支撑空间而不充满空间。 受力特点：支撑空间而不充满空间。
1.1常见结构的认识
火神山和雷神山 医院的主体结构
壳体结构
通常是指层状的结构。其几何特征是厚度比长度和宽度 小的多，如头盔、飞机外壳等
在生产和生活实际中，很多物体的结构是由两种或两种以上的基本结构 类型组合而成的
框架结构
框架和壳体 的组合结构
技术体验：壳体结构的受力分析
试验目的：体验壳体结构（鸡蛋）的强度试验，研 究结构的形状对其强度的影响
因此，合理的结构是事物存在的基础，卓越的结构是设计者和制 造者共同的追求。
社会领域
在社会领域,也普遍存在着结构现象。例如人口结构、 家庭结构、组织结构、城乡结构、区域结构……
同样是六个字------“这个人表现好” “这个人好表现” 一褒一贬；
--------排序不同，结构就不同，性质也就不同。
为什么要研究结构？
结构方面存在一个小的缺陷就可能导致重大事故的发生。
堪萨斯城饭店倒塌事故 1978年冬，美国霍尔德市堪萨斯城饭店因大雪 压顶而倒塌，值得庆幸的是厅内空无一人。然而， 1981年7月17日堪萨斯城饭店发生的一次类似事件 却没有那么幸运。该饭店的玻璃大厅内聚集着1500 人，夜总会即将结束。大厅上方的4层凉台上都站满了人。突然间，一 声巨响，凉台的横梁倒塌，掉到了充满歌乐声的大厅中，造成113人死 亡, 200人受重伤。 这一惨案的结论是：空中通道和凉台的构造设计有缺陷，从墙壁至 立柱间的空中距离过长。
压力
若有外 力作用 在桌板 外侧边 沿处， 则可能 朝外侧 提问:梁只是由混凝土材料构成的吗?
拉力
压力
弯曲力
为了测试结构或构件能承受的力，各技术领域都有专门的设备， 如用于测试结构抗拉、抗压等特性的拉压测试仪，用于测试和检 测各种瓶盖开合的扭矩测试仪，用于测试螺钉扭力的螺钉扭断力 测试机等。
1.1认识结构新
轴力（压力、拉力） 剪 力（剪切力）
轴力就是轴向的力，受力物体会 隨着轴向的力伸長或缩短。
弯 矩（弯曲力）
受剪力的物体，会隨着剪 力的方向变形!
扭 力（扭转力）
弯矩也就是力矩啦!受到弯矩的 東西会两端弯曲。
简单来说，早上起床拧干 毛巾的力就是扭力啦!
连线，把左右对应的项目连接起来： A.作用于物体，使它产生弯 曲的力
始载于《神农草经》，原名 呆耳实，列为中品。《本草纲 目》列入草部陉草类。李时珍 说："苍耳叶青白，类粘糊菜 叶。秋间结实。比桑椹短小而 多刺。"从《政和本草》、 《本草纲目》所附原植物图来 看，均与现今所用苍耳特征相 符。
希腊帕特农神庙（又称雅典娜神庙）
1900年，连接加拿大Winnipeg市和Moncton市的魁 北克大桥开始修建，这座桥横跨圣劳伦斯河，是加拿大国 家横贯大陆铁路的一部分，然而就在这座桥即将竣工之际， 悲剧发生了。1907年8月29日下午5点32分，即将建成 的大桥突然倒塌，当场造成了至少75人死亡，多人受伤。 事故调查显示，这起悲剧是由工程师在设计中一个小的计 算失误造成的。1913年，这座大桥的建设重新开始，然 而不幸的是悲剧于1916年9月再次发生。，1917年，在 经历了两次惨痛的悲剧后，魁北克大桥终于竣工通车，这 座桥至今仍然是世界上最长的悬臂跨度大桥。 1922年，在魁北克大桥竣工不久，加拿大的七大工程 学院一起出钱将建桥过程中倒塌的残骸全部买下，并决定 把这些亲临过事故的这些钢材打造成一枚枚戒指，发给每 年从工程系毕业的学生。然而由于当时技术的限制，桥梁 残骸的钢材无法被打造戒指。于是这些学院只好用其它钢 材代替。不过为了体现是代表桥坍塌的残骸，戒指被设计 成被扭曲的钢条形状，用来纪念这起事故和在事故中被夺 去的生命。于是，这一枚枚戒指就成为了后来在工程界闻 名的工程师之戒(Iron Ring)。这枚戒指要戴在小拇指 上，作为对每个工程师的一种警示。
轴力就是轴向的力，受力物体会 隨着轴向的力伸長或缩短。
弯 矩（弯曲力）
受剪力的物体，会隨着剪 力的方向变形!
扭 力（扭转力）
弯矩也就是力矩啦!受到弯矩的 東西会两端弯曲。
简单来说，早上起床拧干 毛巾的力就是扭力啦!
连线，把左右对应的项目连接起来： A.作用于物体，使它产生弯 曲的力
始载于《神农草经》，原名 呆耳实，列为中品。《本草纲 目》列入草部陉草类。李时珍 说："苍耳叶青白，类粘糊菜 叶。秋间结实。比桑椹短小而 多刺。"从《政和本草》、 《本草纲目》所附原植物图来 看，均与现今所用苍耳特征相 符。
希腊帕特农神庙（又称雅典娜神庙）
1900年，连接加拿大Winnipeg市和Moncton市的魁 北克大桥开始修建，这座桥横跨圣劳伦斯河，是加拿大国 家横贯大陆铁路的一部分，然而就在这座桥即将竣工之际， 悲剧发生了。1907年8月29日下午5点32分，即将建成 的大桥突然倒塌，当场造成了至少75人死亡，多人受伤。 事故调查显示，这起悲剧是由工程师在设计中一个小的计 算失误造成的。1913年，这座大桥的建设重新开始，然 而不幸的是悲剧于1916年9月再次发生。，1917年，在 经历了两次惨痛的悲剧后，魁北克大桥终于竣工通车，这 座桥至今仍然是世界上最长的悬臂跨度大桥。 1922年，在魁北克大桥竣工不久，加拿大的七大工程 学院一起出钱将建桥过程中倒塌的残骸全部买下，并决定 把这些亲临过事故的这些钢材打造成一枚枚戒指，发给每 年从工程系毕业的学生。然而由于当时技术的限制，桥梁 残骸的钢材无法被打造戒指。于是这些学院只好用其它钢 材代替。不过为了体现是代表桥坍塌的残骸，戒指被设计 成被扭曲的钢条形状，用来纪念这起事故和在事故中被夺 去的生命。于是，这一枚枚戒指就成为了后来在工程界闻 名的工程师之戒(Iron Ring)。这枚戒指要戴在小拇指 上，作为对每个工程师的一种警示。
1-1 认识结构
二、认识结构与力
从力学的角度看，结构是指 可承受一定力的物体形态，结构 可以抵抗能引起形状和大小改变 的力。
椅子的组成部分 椅面 椅腿 椅背
受力 人的重力 椅子自重，人的重力 人的向后压力
通用技术必修技术与设计2
通用技术必修技术与设计2
构件在受到外力作用时的五种变形形式：
拉伸形变 挤压形变 剪切形变 弯曲形变 扭曲形变
受力特点：壳体结构通过壳形来传递力和承 受荷载，特别是当壳形顶部受到压力时，它 能将力均匀扩散。
结构组合
通用技术必修技术与设计2
通用技术必修技术与设计2
第一节 认识结构
课前导引
通用技术必修技术与设计2
武汉长江大桥—钢桁架三孔连续 梁
通用技术必修技术与设计2
一、感知不同的结构
结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭 配和排列。
结构普遍存在于自然界和人类创造的各种物 体中，形式多种多样。
通用技术必修技术与设计2
蜂巢
通用技术必修技术与设计2
实践：简易自承桥
分别用圆柱形木棒和扁平冰棍棒各搭一座桥
泰顺木拱廊桥
通用技术必修技术与设计2
通用技术必修技术与设计2
大自然结构人类研究模仿 自然界结构
鸭蹼
人类设计结构
脚蹼
荷叶“自净”结构耐脏产品
象鼻 鱼鳔
机械手臂 潜水艇
边缘长细齿的野草
锯条
蚁丘
恒温建筑
蛋壳
各种蛋壳结构
萤火虫
人工冷光
蝙蝠
雷达
蜻蜓
直升飞机
立即行动：篮球架结构受力分析
通用技术必修技术与设计2
绳子受拉力会紧绷，受压力会严重变形（不能受压力）。
如果将拉杆换成绳子会怎样？
通用技术必修2粤教版1.1认识结构 (共18张PPT)
（3）社会领域的结构
如：人事结构、学历结构、职称结构、教 育结构、学科结构等。
自然结构 如：蜂巢、贝壳等
结 构 技术领域的结构
建筑结构 桥梁结构
仿生结构
社会领域是的结构
小结：结构决定事物的存在，决定事物的性 质，决定事物的功能。
应县木塔：世界上现存最高的木质框架结构， 经历了近千年的风雨和地震的考验，仍然完 整地屹立。
椅子的受力分析 视频二
二、结构与力
1、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。 2、应力的类型：
拉力
压力
应力 扭曲力
弯曲力
剪切力
三、结构的分类 视频三 视频四
实体结构
本身是实心结构 ,受力特 点：外力分布在整个体 系中，自身承受荷载以
压力为主
贝壳
不同的结构，给人不同的美，给人创造 的灵感和启发，激发了人类的创造欲， 根据自然结构，仿造自然结构，人们创 造了仿生结构。如锯、潜水艇、风筝等。
（2）技术结构：
长城 应县木塔
埃菲尔铁塔 明石海峡大桥
罗浮宫 悉尼歌剧院
结构影响性质，合理的结构是事物存在 和发展的基础，每一个设计者都应追求 卓越的结构，如果结构不合理，事物就 失去存在。
第一节认识结构
一、了解结构
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。结构的各个组成部分称为构件。
视频一
1、无处不在的结构 我们身边存在着各种各样的结构。
这些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。
（1）自然结构：
蜂
巢
材料最少， 容积最大
构件的搭配排列不 同，结构也就不同， 事物的性质也就不 同。
1.1常见结构的认识
蜘蛛网：
蜘蛛能根据地形地物 “精确的计算”出织多大的 网，然后“提出”最省料而 能达到最大面积的“方案”， 迅速而准确地织出蛛网。蛛 网是自然界中独一无二的悬 索结构。当代的悬索结构则 是模拟蛛网的一大成就。
树：
自然界最常见的树木也 有其结构，它的树根密密麻 麻，树干粗壮，树枝像四方 八方生长，树叶层层叠叠。 这种结构优点在哪里？
【马上行动】请举出给你印象较深的有关结 构的事例。 自然界： 技术领域： 社会领域： 、 、 、 、 、 、 、 、 、 。 。 。
二.结构与力
技术领域 从力学角度来说 , 结构是指可承受一定力 中，如何知道 的架构形态 , 它可以抵抗能引起形状和大小 结构稳不稳固？ 改变的力。 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。
生活中还 有哪些产品结 构来自自然界 的启发？
（2）技术领域中的结构
结构影响事物的性质和功能，结构方面存在的 一个小问题可能导致重大事故的发生。
合理的结构是设计的基础，卓越 的结构是设计者和制造者的最高目标。 进行结构设计要具有高度的责任感。
在社会领域：政治、经济、文化、艺术
一篇文章的内容结构影响文章的表达与 质量； 一家企业的人员结构关乎企业的运行与 效率。
答案： 1、抵消推杆自身的重力 2、保持人在推磨过程时推杆始终在平行于地 面的平面上运动；
〖探究活动〗 比较不同形状的纸板承受压力的大小 1、哪种情况下纸 板的抗压能力最 强？ 2、还有更好的方 案吗？
一座简易桥梁，为了使桥面能够承受更 大的荷载，我们可以采用哪些方案？
设计成拱形 增加桥墩数量 采用悬索
1、无处不在的结构 2、结构与力 3、结构的类型
下面的事物 有结构吗？这种 结构有什么优点？
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问题：
①为什么它们以较薄的外壳。获得了较大的承受外力的卓越性能?(用力学知识解释)
②人们运用仿生学、制造了许多壳体结构的物品请举几例。
3、摩托车乘者的头盔，常见的都是圆弧形结构。为什么这样做呢?
4、对我们周围常见的结构实例进行归类，指出它们的应用场合。
列举生活中印象较深的有关结构的事例。
自然界：
技术领域：
社会领域：
二．结构与力
1、从力的角度理解结构：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改变的力。
2、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。应力是构件的单位横截面上所产生的内力。当应力达到极限值时，结构就会遭到破坏。
3、构件受力的基本形式：
拉力——物体所承受的拉拽力
压力——挤压物体的力
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力
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
弯曲力——作用于物体,使它产生弯曲的力
讨论分析：
下列物体受到什么力的作用？
①拔河时的绳子
②打铁时的铁块
举例：窗户、画框、房子的架构、蔬菜大棚的棚体、建筑用脚手架、输电铁塔等
特点：几何外形较为3、壳体结构：层状的结构
举例：头盔、汽车飞机的外壳、饮水杯、文具盒、油罐……
特点：壳体内空时，受力合理、形态稳定。壳受冲击力时，外力由弧面整体分担承受，抵抗变形。
高一通用技术导学案
2011年3月11日
课题
认识结构
课型
新授
备课人
孙海波
教学
目标
1、了解结构的含义；知道组成结构的构件的基本受力形式。
2、理解结构的涵义和一般分类，能对生活中的结构进行简单的力的分析和分类。
教学内容
一、了解结构
1、结构的含义
结构是指事物内部的组成、排列及其相互之间的关系。在技术领域，结构是指物体的各组成部分之间的有序搭配和排列。
*组合结构
在日常生活中我们常见的结构大部分都是组合结构，如：大坝都是拱形和实体结构的组合体；圆顶大厦的顶部都是框架结构和壳体结构的组合。
【巩固性检测】
1、为了方便城镇人使用水资源,设计出了水管输送方式，设计的水管结构类型是( )
A、框架B、壳体C、实心D、以上都不是
2、自然界中的椰子、桂圆、西瓜、贝类、蛋、龟等，都属于壳体结构。它们遵循着适者生存的法则，经过漫长岁月的演变，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。这一事实，给我们人类带来了发明创造的宝贵灵感!
用字母F表示内力、S表示受力面积、σ表示应力，则σ= F/S
【合作探究】：分析人对椅子和人对桥的压力最终是由什么物体来承受的？
思考：技术学科对力的分析与物理学科受力分析的区别？
物理学科：分析物体受到的外力的作用，力作用下物体的外部形状和运动状态的改变及其所遵循的规律。
技术学科：分析物体受到外力作用后，对物体内部结构的影响或要求及其规律。
③用剪刀修剪花草时的花草
④钓鱼时弯曲的鱼竿
⑤扭干湿衣服时的衣服
【合作探究】
观察下图,说明石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来。
三、结构的分类
1、实体结构：结构体本身是实心的结构。
举例：墙壁、柱子、实心球、水库的大坝、古代的城墙等，都属于实体结构。
特点：能承受较大的力，外力分布在整个体积中。
2、框架结构：结构体由细长的构件组成的结构。
①为什么它们以较薄的外壳。获得了较大的承受外力的卓越性能?(用力学知识解释)
②人们运用仿生学、制造了许多壳体结构的物品请举几例。
3、摩托车乘者的头盔，常见的都是圆弧形结构。为什么这样做呢?
4、对我们周围常见的结构实例进行归类，指出它们的应用场合。
列举生活中印象较深的有关结构的事例。
自然界：
技术领域：
社会领域：
二．结构与力
1、从力的角度理解结构：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改变的力。
2、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。应力是构件的单位横截面上所产生的内力。当应力达到极限值时，结构就会遭到破坏。
3、构件受力的基本形式：
拉力——物体所承受的拉拽力
压力——挤压物体的力
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力
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
弯曲力——作用于物体,使它产生弯曲的力
讨论分析：
下列物体受到什么力的作用？
①拔河时的绳子
②打铁时的铁块
举例：窗户、画框、房子的架构、蔬菜大棚的棚体、建筑用脚手架、输电铁塔等
特点：几何外形较为3、壳体结构：层状的结构
举例：头盔、汽车飞机的外壳、饮水杯、文具盒、油罐……
特点：壳体内空时，受力合理、形态稳定。壳受冲击力时，外力由弧面整体分担承受，抵抗变形。
高一通用技术导学案
2011年3月11日
课题
认识结构
课型
新授
备课人
孙海波
教学
目标
1、了解结构的含义；知道组成结构的构件的基本受力形式。
2、理解结构的涵义和一般分类，能对生活中的结构进行简单的力的分析和分类。
教学内容
一、了解结构
1、结构的含义
结构是指事物内部的组成、排列及其相互之间的关系。在技术领域，结构是指物体的各组成部分之间的有序搭配和排列。
*组合结构
在日常生活中我们常见的结构大部分都是组合结构，如：大坝都是拱形和实体结构的组合体；圆顶大厦的顶部都是框架结构和壳体结构的组合。
【巩固性检测】
1、为了方便城镇人使用水资源,设计出了水管输送方式，设计的水管结构类型是( )
A、框架B、壳体C、实心D、以上都不是
2、自然界中的椰子、桂圆、西瓜、贝类、蛋、龟等，都属于壳体结构。它们遵循着适者生存的法则，经过漫长岁月的演变，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。这一事实，给我们人类带来了发明创造的宝贵灵感!
用字母F表示内力、S表示受力面积、σ表示应力，则σ= F/S
【合作探究】：分析人对椅子和人对桥的压力最终是由什么物体来承受的？
思考：技术学科对力的分析与物理学科受力分析的区别？
物理学科：分析物体受到的外力的作用，力作用下物体的外部形状和运动状态的改变及其所遵循的规律。
技术学科：分析物体受到外力作用后，对物体内部结构的影响或要求及其规律。
③用剪刀修剪花草时的花草
④钓鱼时弯曲的鱼竿
⑤扭干湿衣服时的衣服
【合作探究】
观察下图,说明石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来。
三、结构的分类
1、实体结构：结构体本身是实心的结构。
举例：墙壁、柱子、实心球、水库的大坝、古代的城墙等，都属于实体结构。
特点：能承受较大的力，外力分布在整个体积中。
2、框架结构：结构体由细长的构件组成的结构。