通用技术必修2第一单元课件

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技术与设计 2
提高结构稳定性和强度的常见措施
特 性
影响因素 重 心 支撑面 形 状
常见措施 加重底座，外壳轻便 支撑脚伸展，外张 桁架结构
稳定性
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特 性
影响 因素
常见措施 1.不同材料能承受不同形式的作用，如：混凝
材 料
土抗压性能好；钢筋抗拉性能好；绳索可受 拉，不可受压、受弯曲 2.构件的横截面积越大，其能产生的内力越大 1.外部形状：三角形、拱形
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考点四
经典结构的欣赏
1．结构的实用性 优秀的结构设计不仅表现在结构的功能、形式上，也表现在 功能与形式的统一上。 古今中外许多能工巧匠把结构的功能 与形式恰当地结合起来，形成了一些经典结构。
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2．典型结构设计的欣赏与评价 优秀的结构设计不仅表现在结构的实用功能上， 也表现在形 式上。我们在赏析和分析这些经典的结构设计作品时，可以 从两个角度来进行： (1)技术的角度 ——从结构功能的实现， 结构的稳定性和耐用 程度，造型设计的创意和表现力，材料使用的合理性，工艺 制造的精湛程度等方面进行赏析和分析。 (2)文化的角度 ——从结构的文化寓意与传达， 公众认可的美 学原则，反映的时代、民族、习俗方面的特征，结构的个性 特征等方面进行赏析和分析。 与其他的设计作品评价一样， 结构设计案例也可以从对结构 设计过程和对最终产品两个方面进行评价。
稳定的结构形状。增加杆件 2 和杆件 3 形成了三角形结构， 结构形状较为稳定。
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(2015· 浙江 3 月统一考试 )如图所示是用硬纸板制作 而成的座椅，具有一定的强度，能承受一个成年人的重量， 以下不属于影响座椅强度的主要因素是 ( D ) A．硬纸板的强度 B．硬纸板连接处的结构 C．硬纸板与硬纸板之间的连接方式 D．硬纸板座面的高度 【解析】 硬纸板坐面的高度影响的是结构的稳定性而不是
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【解析】 “增加底座圆盘的重量”将降低结构整体的重心 高度，稳定性将提高，因此 B 项正确；“减小底座圆盘的直 径”将减小支撑面积，稳定性变差，因此 A 项错误；“增 加支撑杆的长度”“增加台灯上部的重量”均将使结构的 重心高度升高，稳定性变差，因此 C、D 项错误。
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考试内容 简单结构的设计
考试要求 a c b b
考试属性
(1)结构设计的主要因素
(2)简单结构的设计 经典结构的欣赏
必考＋加试
(1)结构的实用性
(2)典型结构设计的欣赏与评价
必 考
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考点一
常见结构的认识
1．结构的概念 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。自然界、技术领域、社 会领域都存在着结构。 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。
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(2)结构与地面接触所形成的支撑面： 结构的支撑面越大， 结 构就越稳定。例如：相同材料、造型的西餐桌，四个桌脚向 外有一定斜度的比四个桌脚竖直的要稳定。 重要提示：接触面与支撑面的概念有很大的区别。结构的支 撑面不是指结构与地面所有接触面积的总和， 而是指结构与 地面各接触点所围成的区域。例如：三角架的支撑面不是三 个小圆，而是三个支撑脚所围成的三角形。 (3)结构的形状：结构的形状不同，其稳定性也不同。如果板 凳只有两条腿就不稳定， 而有不在一条直线上的三条腿就有 较好的稳定性了。
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考点二
稳定结构的探析
1．结构的稳定性 (1)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。它是结构的重要性质之一。 (2)讨论结构的稳定性通常是在保证结构完整的情况下， 判断 结构是否容易“翻倒”。
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2．影响结构稳定性的主要因素 影响结构稳定性的因素主要有三种：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。 (1)重心位置： 结构稳定的根本原因在于重心所在点的垂线落 在结构支撑面范围内。重心位置越低，结构越稳定；重心位 置越高，结构稳定性越差。例如：底座越重的独脚茶几越不 容易翻倒。
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3．影响结构强度的主要因素 (1)结构的强度是指结构具有的抵抗被破坏的能力。 (2) 影 响 结 构 强 度 的 因 素 主 要 有 三 种 ： ____________ 结构的形状 、
使用的材料 、构件之间的连接方式 ____________ ____________________。
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2．简单结构的设计 根据问题确定具体的设计项目，明确设计目标及要求；进行 设计分析 (主要是针对结构方面)；形成初步设计方案；将设 计方案用正等轴测图绘制呈现，实现功能的具体结构应用， 草图绘制清楚。
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通常的电风扇的叶片数目是奇数。 因为采用偶数片扇 叶，如果没有调整好平衡，很容易使整个结构发生共振，从 而使得叶片或心轴由于抵抗振动而产生疲劳，直至发生断 裂。理论上讲，三片扇叶的结构设计已经比较合理了，但是 五扇叶的风扇由于其扇叶能相互遮掩， 将侧向斜入的空气涡 流同时均匀地向前送出，避免了扇叶直撞进入的空气，减小 了摩擦噪声，静音效果更好。根据材料，电风扇中五扇叶结 构的设计主要是考虑了( A ) A．使用者的个性需求 B．结构的稳定性和强度的要求 C．结构的使用寿命 D．使用过程中的安全性
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2．结构的受力 生产生活中常见的结构都能抵抗来自外界的各种作用力和 自身重力。根据构件的受力和变形的形式，我们可以将构件 分为：受拉、受压、受扭转、受弯曲和受剪切这五种基本形 式。 (1)受拉 ——构件承受拉拽力。 例如： 秋千的吊索主要表现为 受拉。 (2)受压 ——构件承受使之被挤压的力。例如：桥梁的桥墩， 主要表现为受压。
结构的强度。
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如图所示， 下列常见的工具中工作端和手柄的连接方 式属于刚连接的是 ( B )
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【解析】 本题主要考查结构中各构件之间的连接方式。构 件的连接方式通常有两种：铰连接 (被连接的构件在连接处 不能相对移动，但可相对转动 )和刚连接 (被连接的构件在连 接处既不能相对移动，也不能相对转动)。本题中剪刀、平 口钳和多功能组合刀的转轴处都是可以转动但是不能移动 的铰连接。 只有 B 选项螺丝刀中工作端和手柄的连接， 不可 以转动，也不可以移动，所以属于刚连接。
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如图所示是一款木制衣帽架。 为了提高其稳定性， 下 列措施中不合理的是( B ) A．增大底座的支撑面积 B．缩小立柱的截面积 C．降低衣帽架的高度 D．缩短衣帽钩伸出的长度
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(2013· 浙江 3 月高考)在如图所示的秋千椅中， 主要是 为了保持结构形状稳定的杆件是 ( D ) A． 1、 2 B． 1、 4 C． 3、 4 D． 2、 3 【解析】 秋千椅要保持结构形状不变，必须采用一些相对
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考点三
简单结构的设计
1．结构设计的主要因素 结构设计应考虑的主要因素： (1)符合使用者对设计对象的稳定性和强度要求； (2)安全因素； (3)公众和使用者的审美需求； (4)使用者的个性化需要； (5)对设计对象的成本控制要求和一定的使用寿命。 不同的结构设计，应考虑的因素各有侧重。
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孙丽对如图所示的户外垃圾桶结构进行改进， 以下措 施中不合理的是 ( D )
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【解析】 本题主要考查简单结构设计。结构设计不仅是完 整的设计，还包括对原有产品的结构改进或优化。这种改进 或优化所要考虑的主要因素与普通结构设计基本一致。 根据 本题提供的材料来看， A、 B、 C 三个选项中所提高的结构 优化基本都能达到要求，但是 D 选项中，降低外桶与支架 的固定位置，其实等于变相地提高了重心位置，所以反而降 低了稳定性。
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下列产品， 哪个不是受自然界中的结构启发而设计研 发的 (
D)
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【解析】 自然界中的结构无处不在，很多结构被人们模仿 借鉴，制造出了许多实用的产品。散热孔参考了蜂巢的六边 形结构，在保证一定强度的基础上形成最大的散热空间；飞 机的外形结构模仿了鸟的结构； 尼龙搭扣的勾刺是通过模仿 借鉴苍耳子的结构； 雷达是模仿了蝙蝠等动物发现前方事物 的原理，而不是模仿结构。
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如图所示为一款泡茶用的小调羹，它可以便捷地卡 在茶杯的杯沿上，保持调羹头部的整洁。以下对该结构设计 分析错误的是 ( D )
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(3)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。例如：汽车方向盘的轴和正在开门的钥匙主要表 现为受扭转。 (4)受弯曲 ——构件承受使之产生弯曲的力。 例如： 单杠的横 杠上有重物悬挂时，横杠主要表现为受弯曲。 (5)受剪切 ——构件承受两个距离很近、 大小相等、 方向相反 且作用于同一物体上的平行力。例如：理发师剪头发时，头 发主要表现为受剪切。