必修2：第一单元结构与设计 1.1常见结构的认识

蜘蛛的腿里没有肌肉， 但能感受到蛛网微弱 的震动。
猪笼草
含羞草
其实它们是靠液压传动的!
太阳系结构图
人体骨骼
无处不在的结构
（1）自然界中的结构
科罗拉多大峡谷
无处不在的结构
（1）自然界中的结构
雪花
菱铁矿晶体
无处不在的结构
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。构 成结构的每一个组成部分称为 构件
结论：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。
不同的结构所能承受的力是不同的。
如何分析结构的受力？
如何分析结构的受力？
首先要清楚组成结构的构件受到哪些 力的作用；
其次要清楚在这些力的作用下，构 件能否安全、可靠地工作，也就是 对构件进行承载能力的分析。
C.挤压物体的力
D.物体所承受的拉拽力
E.反方向向物体两端均匀施 力，使物体发生扭转形变的 力
案例分析：桥梁的桥面的受力
解析： 一座简易桥梁，行人和车辆通行的桥面受到 的力有行人和汽车对桥面的压力P1，桥自身的重力P2， 两端桥墩对桥面的支撑力N，以及风对桥面的力F等。
探究：
观察右图,说明 石磨的推杆为 什么要用一根 绳子吊起来。
• A、拉力
B、弯曲力
• C、剪切力
D、扭转力
• 9、用打气筒给自行车轮胎充气时，打气筒
活塞杆的受力形式是
（B）
• A、始终承受拉力
B、始终承受压力
• C、下压时承受压力 D、上提时承受压 力
• 10、钢丝钳在剪断铁丝的过程中，铁丝主
要受到的是
（A ）
• A、剪切力
• B、压力
• C、扭转力
• D、弯曲力
马上行动：
物体结构
实体结构 框架结构 壳体结构
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
√ √
√
√
组合结构
√
受力特点
古罗马斗兽场——组合结构
复习巩固
• 1、狩猎者从灌木丛走过，裤子沾满了令人 讨厌的苍耳子。仔细观察苍耳子，它的表
面布满了许多小刺，每根刺上都有细细的
其结构整体是组合结构，而地基、支撑柱则是实 体结构，塔身采用框架结构，这也是大多数结构体所 采用的结构类型。
案例分析：自行车的结构类型
其结构整体是组合结构，车架是框架结构，车架 所用的钢管、挡泥板、链条盒是壳体结构；链条这也 是大多数结构体所采用的结构类型；链条、齿轮等构 成传动结构。
4、组合结构
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；
播放视频：跳踩鸡蛋
为什么鸡蛋能够承受如此大 的压力呢？
这与结构的类型有关，鸡蛋的 承压面呈现拱形，而拱形的承压能 力是比较强的。结构的类型是多种 多样的。
3、结构的类型
从物体的架构和形态考虑， 通常将结构分为实体结构、框架 结构和壳体结构三种基本类型
作业：马上行动
英国
立法权
行政权
议会
责任制内阁
监督
司法权 独立
美国 （总统制共和制）
马上行动
请分别列举:给你印象较深的有关结构的事例。
自然界：地球的结构、金刚石的结构、树的结构
等……
技术领域：汽 京车奥运的会结主构体、自育行场车“鸟的巢结”构的、结08构年北
等……
社会领域：教育管理系统的结构、家庭的结构、
蜘蛛也是自然界中出色的建筑师。
有学者发现，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。蜘蛛的 腿里没有肌肉,但能感受到蛛网微弱的震动. 其实它们是 靠液压传动的! 含羞草和蜘蛛的液压系统启示我们,利用 液压传动装置，不仅可以像水压机那样“放大”压力， 还可以用液压的方式制造出灵巧的机械手，实现自动化； 甚至可以利用液压系统使机器人产生触觉。
说明：
• 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,是一种理想化的受力分析。
• 技术学关注的是受力物体内部和外 部的整体实际受力情况。
问题：结构构件在受到外界作用时会有 哪些基本受力形式呢：
假如：一个火腿肠，如何在中间截为 两段？
用工具：（1）刀切开 （2）剪刀剪开
实体结构
实体结构： 结构体本身是实心的 受力特点： 外力分布在整个体积中
举例：墙壁、柱子、实 心球。
框架结构
框架结构： 由细长的构件 组成。 受力特点：支 撑空间却不充 满空间。 可以 承受压力和拉 力等。
壳体结构
壳体结构：通常是指层状的结构 受力特点：外力作用在结构体的表面上， 如摩托车手的头盔，飞机的外壳，贝壳。
国家大剧院在建设中
壳体结构
中国国家大剧院
悉尼歌剧院
案例分析：圣彼得大教堂的结构类型
其结构整体是组合结构，而地基、支撑柱则 是实体结构，屋顶通常采用壳体结构，这也是大 多数结构体所采用的结构类型。
案例分析：埃菲尔铁塔的结构类型
埃菲尔铁塔是现代巴黎的标志,是 一座于1889年建成位于法国巴黎战 神广场上的露空结构铁塔，高320 米。埃菲尔铁塔得名于它的设计师 桥梁工程师居斯塔夫埃菲尔。铁塔 设计离奇独特，是世界建筑史上的 技术杰作，因而成为法国和巴黎的 一个重要景点和突出标志。埃菲尔 铁塔分为三层，从塔座到塔顶共有 1711级阶梯，分别在离地面57米、 115米和276米处建有平台
拧瓶盖 麻花条
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。
钓 鱼！
弯曲力：作用于物体，使它产生
弯曲的力
构件的基本受力形式：
拉力、压力、弯曲力、剪切力、 扭转力
请连线：
1.拉力 2.压力 3.剪切力 4.扭转力 5.弯曲力
马上行动
A.作用于物体，使它产生弯 曲的力
B.两个矩离很近，大小相等， 方向相反，且作用于同一物 体上的平行力
割伤，必须力求脚垂直落在刀刃上，绝不滑动，此
时脚底受到的力为
(B )
A．拉力
B．压力
C．剪切力
D．弯曲力
• 7、在国际女子体操比赛中，运动员在单杠上
做大回环姿式时，会使杠体发生变形，这时杆
体的受力是
（B ）
• A、拉力
B、弯曲力
• C、压力
D、扭转力
• 8、弹弓在使用过程中，橡皮筋主要受力形式
是
（A ）
倒钩，碰到纤维的衣物，便粘在上面。瑞
士的乔尔吉·朵青斯经过8年的研究，根据苍
耳子的结构发明了
（ B）
• A、拉链
B、尼龙搭扣
• C、鱼钩
D、飞机
• 2、下列结构不属于受自然界事物结构启发
产生的
(A )
A、手表
B、飞机 C、锯子 D、潜水艇
• 3、下列结构属于技术领域的是 ( C )
• A、动物骨骼
回顾
技术与设计Ⅰ
第一章 走进技术世界
技术的价值 技术的性质 技术的未来
技术与设计的关系
技
第二章 技术世界中的设计 设计中的人机关系
术
技术试验及其方法
与
设计的一般过程
设
第三章 设计过程、原则及评价 设计的一般原则
计
设计的评价
Ⅰ
第四章 发现与明确问题来自百度文库
发现问题 明确问题
第五章 方案的构思及其方法
方案的构思方法 常用的创造技法（选学）
案例： 苍耳子与尼龙搭扣 鸟与飞机 鹰眼与导弹跟踪系统
苍耳子与尼龙搭扣
植物形态 一年生草本，三角状卵形，先端锐 尖，基部心形。边缘有缺刻或3～5浅裂，有不规则 粗锯齿，两面有粗毛；头状花序顶生或腋生，雌雄 同株，雄花序在上，球形，花冠筒状，5齿裂；雌花 序在下，卵圆形，外面有钩刺和短毛。花期7～10 月，果期8～11月。 生于荒地、山坡等干燥向阳处。 分布于全国各地。
1. 无处不在的结构
（1）自然界中的结构 自然界中的植物、动物、矿物质、自然
现象等也有其特定的结构。
蜜蜂巢：一种平放着的六棱 柱形房间，每个房间的体积都是 0.25立方厘米，显的格外整齐、 经济、美观。房间的正面是平整 的六角形进出口，背面是锐角为 72º32´的凌锥，六面墙壁同时又 是相邻的六个房间的墙壁……它 用最少的建筑材料，造出了容积 最大的房间，而且保证建筑结构 的安全和稳定，是一种轻质高强 的结构。
鹰眼 与导弹跟踪系统
大自然是最完 美的设计师
马上行动
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？
答：如直升飞机、风筝、锯、 船浆……
思考：
为什么要研究结构？
答:通过对自然界中形形色色的结构 的分析和研究, 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, 更好地服务于人类。
• 11、如图是钱塘江大桥，从结构的形态来
看，横跨于两个桥墩之间的桥梁所属的结
构类型是
(B )
• A．实体结构
• B．框架结构
• C．壳体结构
• D．组合结构
结构、流程、系统、控制等是技 术学科的基本概念，它们蕴含着基本 的技术原理和丰富的技术思想与方法。 本模块旨在帮助同学们领悟技术原理 的丰富内涵和广泛应用，提高运用技 术原理分析实际技术问题的能力。
学业要求
第一单元 结构与设计
一、常见结构的认识
1. 无处不在的结构 2. 结构与力 3. 结构的类型
企业的管理结构等……
2、结构与力
演示试验:
试验过程： (1) 将一纸板用两摞书支撑起来， 在纸板上中间不断增加重物，直 到它塌下去，记录此时承受的重 物质量的大小。 (2) 将另一纸板弯成拱形，两端 用两摞书抵住以阻止拱形延长， 在拱形的上端不断增加重物，直 到它塌下去，记录此时承受的重 物质量的大小。 (3) 将剩下的纸板弯成比前次跨 度小的拱形，在拱形的上端不断 增加重物，直到它塌下去，记录 此时承受的重物质量的大小。
魁北克大桥
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。
社会领域
抽象的结构如文学类的小说、诗词等， 人员结构、计算机方面的数据结构 等……
在做诗的时候,律诗的四句称为 [起],[承], [转], [结]. 律诗分为四联：首联，颔联，颈联和尾联
设计表现图
第六章 设计图样的绘制
常见的技术图样
计算机辅助制图（选学）
技
术
模型
与
第七章 模型或原型的制作
工艺
设
制作模型
计
产品说明书及其编写
Ⅰ
第八章 设计图样的绘制
技术产品的使用、维护和保养
常见结构的认识
第一单元 结构与设计
稳固结构的探析 简单结构的设计
经典结构的欣赏
技
生活和生产的流程
术
第二单元 流程与设计 流程的设计
空手： （3）掰弯 （4）扭断 （5）拉断
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！
拉力：物体所承受的拉拽力。
趁热打铁！ 压力：挤压物体的力。
修理草坪！
剪刀、钢丝钳
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。
拧干 衣服！
（2）技术领域中的结构
砧板
凳子
在技术领域，产品的结构更是丰富多 彩。一把锤子、一辆汽车、一座桥梁、一 幢建筑物都具有特定的结构。结构影响着 事物的性质和功能，结构方面存在一个小 问题也许就会导致重大事故的发生。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的重要追求。
阅读案例：魁北克大桥的坍塌。
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。
案例1
苍耳子与尼龙搭扣
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膀 结构，飞机原型源于飞鸟形体结构 的仿生。
中国的大飞机在研制中
B、文章结构
• C、教学楼结构
D、蜘蛛网
• 4、悬索桥上的绳索除了承受自身的重力外，
主要是承受
(D )
• A．压力 C．剪切力
B．扭转力 D．拉力
5、吊扇在启动瞬间，吊杆的主要受力形式有( A )
①拉力 ②压力 ③剪切力 ④扭转力
A．①④
B．①②
C．①③
D．②③
6、上刀梯广西苗族传统活动，表演者为保证脚不受
与
流程的优化
设
计
系统的结构
第三单元 系统与设计 系统的分析
Ⅱ
系统的设计
第四单元 控制与设计
控制的手段与应用 控制系统的工作过程与方式 闭环控制系统的干扰与反馈 控制系统的设计与实施
通用技术必修2学习介绍：
通用技术必修2是一门什么课程？ 我们将要学习的通用技术必修2, 应用 广泛, 具有宽广的迁移价值。 “技术与设 计2”中的“结构与设计”“流程与设 计”“系统与设计”“控制与设计”等四个 主题都是具体的、通用的技术, 它们具有典 型意义, 并与技术的发展密切相关联。