常见结构的认识

自行车轮的结构
σ
F ＝ S
F是内力，Ｓ是受力面 是内力，Ｓ是受力面 是内力，Ｓ 是应力， 积， σ 是应力，应力是 结构的单位横截面上产 生的内力， 生的内力，当内力达到 某一极限时， 某一极限时，结构就会 遭到破坏。 遭到破坏。
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。 外界那些方面的作用力。
请阅读 魁斗克大桥的坍塌 P004 马上行动 例举印象较深的有关结构的事例
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 ． ．
07.8.13湖南湘西自治州凤凰县境内凤大公路 湖南 湖南湘西自治州凤凰县境内凤大公路(湖南 湖南湘西自治州凤凰县境内凤大公路 凤凰至贵州铜仁大兴机场)堤溪段大桥突然垮塌 凤凰至贵州铜仁大兴机场 堤溪段Biblioteka Baidu桥突然垮塌
蜂房的结构引起了科学家们的极大兴趣。 蜂房的结构引起了科学家们的极大兴趣。经过对 蜂房的深入研究，科学家们惊奇地发现， 蜂房的深入研究，科学家们惊奇地发现，相邻的房孔 共用一堵墙和一个孔底，非常节省建筑材料；房孔是 共用一堵墙和一个孔底，非常节省建筑材料； 正六边形，蜜蜂的身体基本上是圆柱形， 正六边形，蜜蜂的身体基本上是圆柱形，蜂在房孔内 既不会有多余的空间又不感到拥挤。 既不会有多余的空间又不感到拥挤。
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结构与力
从力学的角度来说， 从力学的角度来说，结构是指 可承受一定力的架构形态， 可承受一定力的架构形态，它可以 抵抗能引起形态和大小改变的力。 抵抗能引起形态和大小改变的力。 每个物体都有它特定的架构形 态这种架构形态体现着它的结构， 态这种架构形态体现着它的结构， 一个复杂的结构由许多不同的部分 组成,这些组成部分通常称构件 这些组成部分通常称构件。 组成 这些组成部分通常称构件。
案例1 案例
应用
.用于不闻香臭、时流浊涕，鼻渊头痛，外感 用于不闻香臭、时流浊涕，鼻渊头痛， 用于不闻香臭 风寒，恶寒无汗，风寒头痛。本品温和疏达， 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、 辛散风，苦燥湿浊，通窍止痛，常配伍辛夷、白 薄荷同用，即苍耳子散。 芷、薄荷同用，即苍耳子散。
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无处不在的结构
结构Structure是指事物的各个 是指事物的各个 结构 组成部分之间的有序搭配和排例。 组成部分之间的有序搭配和排例。 世界上任何事物都存在着结构， 世界上任何事物都存在着结构，结 构多种多样决定着事物存在的性质。 构多种多样决定着事物存在的性质。
蜂 巢
蜘 蛛 网
恐龙骨骼
为何石磨的推杆上要用一根绳子吊起来呢？ 为何石磨的推杆上要用一根绳子吊起来呢？ 有人说这是杠杆原理在生活中的应用， 有人说这是杠杆原理在生活中的应用，它可以省 如何省力呀？ 力．如何省力呀？ 不是省力是保持平衡和稳定控制用的,实际是一费 不是省力是保持平衡和稳定控制用的 实际是一费 力装置。 力装置。 也就是说,有了这条绳子 在推的时候不用考虑用力 也就是说 有了这条绳子,在推的时候不用考虑用力 有了这条绳子 的方向一直保持和阻力一致的同时还要抵抗推杆向下掉 的力,但也就在同时 因为多了一个分力,所以实际使用的 但也就在同时,因为多了一个分力 的力 但也就在同时 因为多了一个分力 所以实际使用的 推力略大于阻力,但是如果不用这绳子的话人会感觉更 推力略大于阻力 但是如果不用这绳子的话人会感觉更 吃力的原因并不是阻里的原因而是需要控制平衡所感觉 力使不上劲”的感觉， 的“力使不上劲”的感觉，所以宁愿多费点力气也要加 上控制平衡的东西（ 上控制平衡的东西（实际上绳子被拉直时人里在往下压 推杆），其中的平衡力由绳子的拉力反作用给它提供。 ），其中的平衡力由绳子的拉力反作用给它提供 推杆），其中的平衡力由绳子的拉力反作用给它提供。 这样一来人的感觉控制起来就简单很多所以就感觉不费 力了（应该用吃力合适点）。 力了（应该用吃力合适点）。
餐桌
建筑物的窗户
硬纸包装箱
使它 拉 作用于物体 ,使它 力 产生弯曲的力 两个距离很近 ,大 大 小相等,方向相反 方向相反, 压 小相等 方向相反 力 且作用于同一物体 上的平行力 剪 切 挤压物体的力 力 扭 物体所承受的拉拽 转 力 力 弯 反方向向物体两端 使物体 曲 均匀施力 ,使物体 力 发生扭转形变的力
松江大酒店
苍耳子与尼龙搭扣
一年生草本，三角状卵形，先端锐尖， 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～ 浅裂 浅裂， 基部心形。边缘有缺刻或 ～5浅裂，有不规则粗锯 两面有粗毛；头状花序顶生或腋生，雌雄同株， 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， 齿裂 齿裂； 雄花序在上，球形，花冠筒状，5齿裂；雌花序在 卵圆形，外面有钩刺和短毛。花期7～ 月 下，卵圆形，外面有钩刺和短毛。花期 ～10月， 果期8～11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。 生于荒地、山坡等干燥向阳处。分布于全国各地。
人体骨骼
树 树
中国科学技术馆是我国唯一的国家综合性科技馆。 中国科学技术馆是我国唯一的国家综合性科技馆。 技术馆是我国唯一的国家综合性科技馆 是实施科教兴国战略和提高全民族科学文化素养的 基础科普设施。一期工程于1988年9月22日建成开 基础科普设施。一期工程于 年 月 日建成开 二期工程于2000年4月29日建成开放。 日建成开放。 放，二期工程于 年 月 日建成开放
利用自然地形结构 水坑里竟然设计出这样一座大酒店
上海松江有个100米深石场，还有一个小湖。 米深石场，还有一个小湖。 上海松江有个 米深石场 Atkins设计公司就在这里设计了一个 世纪风格的 设计公司就在这里设计了一个22世纪风格的 设计公司就在这里设计了一个 五星级的松江大酒店。建筑宏伟壮观， 五星级的松江大酒店。建筑宏伟壮观，有一组瀑布 状的玻璃幕墙 非常漂亮。 幕墙， 状的玻璃幕墙，非常漂亮。这还是一座极为环保的 建筑，整个酒店的屋顶种满绿草， 建筑，整个酒店的屋顶种满绿草，石场为酒店提供 了良好的温度控制 酒店总共能住1000位客人，他 温度控制。 位客人， 了良好的温度控制。酒店总共能住 位客人 们可以享受酒店里的餐厅、咖啡厅、健身房、 们可以享受酒店里的餐厅、咖啡厅、健身房、宴会 厅、水下水族馆、会议厅、泳池、攀岩...... 水下水族馆、会议厅、泳池、攀岩
2 框架结构
受力情况： 受力情况：空间框架 如铁塔架， 体。如铁塔架，脚手 建筑框架体。 架，建筑框架体。
3 壳体结构
国家大剧院在建设中 受力特点：外力作用在结 受力特点： 构体的表面上， 建筑， 构体的表面上，如建筑， 汽车外壳，贝壳。 汽车外壳，贝壳。
练习: 练习
P :10、11
蜜蜂的蜂窝构造非常精巧、适用而且节省材料。 蜜蜂的蜂窝构造非常精巧、适用而且节省材料。 蜂房由无数个大小相同的房孔组成， 蜂房由无数个大小相同的房孔组成，房孔都是正六角 每个房孔都被其它房孔包围， 形，每个房孔都被其它房孔包围，两个房孔之间只隔 着一堵蜡制的墙。令人惊讶的是， 着一堵蜡制的墙。令人惊讶的是，房孔的底既不是平 也不是圆的，而是尖的。 的，也不是圆的，而是尖的。这个底是由三个完全相 同的菱形组成。有人测量过菱形的角度，两个钝角都 同的菱形组成。有人测量过菱形的角度， 是109°而两个锐角都是 °。令人叫绝的是，世界 °而两个锐角都是70° 令人叫绝的是， 上所有蜜蜂的蜂窝都是按照这个统一的角度和模式建 造的。 造的。
鹰可以在几千米的高空准确无误地辨别地面上的 动物,这是因为它的眼部结构比较特殊 这是因为它的眼部结构比较特殊。 动物 这是因为它的眼部结构比较特殊。人类每只眼睛 的视网膜上都有一个凹槽,叫做中央凹 叫做中央凹。 的视网膜上都有一个凹槽 叫做中央凹。而老鹰眼中的 中央凹却有两个, 这两个中央凹的作用不同, 中央凹却有两个 这两个中央凹的作用不同 其中一个 专门用于接收来自鹰头侧面物体的像, 专门用于接收来自鹰头侧面物体的像 另一个用于接收 来自鹰头前方物体的像。这样,老鹰的视觉范围就宽多 来自鹰头前方物体的像。这样 老鹰的视觉范围就宽多 能兼顾前方和侧面。 了,能兼顾前方和侧面。根据鹰眼的结构 人们正在研制 能兼顾前方和侧面 根据鹰眼的结构,人们正在研制 鹰眼”导弹系统。这种导弹系统能自动寻找、 “ 鹰眼”导弹系统。这种导弹系统能自动寻找、识别 目标并跟踪攻击。 目标并跟踪攻击。 除了根据鹰眼的结构,人们正在研制“ 鹰眼” 除了根据鹰眼的结构 人们正在研制“ 鹰眼”导弹 人们正在研制 系统以外，你还受到哪些启发？ 系统以外，你还受到哪些启发？如果在人类的视网膜 上象鹰一样有两个凹槽，世界将会如何变化？ 上象鹰一样有两个凹槽，世界将会如何变化？ 将来运用技术手段在人的视网膜造出两个凹槽,有 将来运用技术手段在人的视网膜造出两个凹槽 有 这种可能吗？ 这种可能吗？
第一单元
结构与设计
基本要求: 基本要求:
1、了解结构的含义，能结合简单的结构案例,从力学 、了解结构的含义，能结合简单的结构案例 从力学 的角度理解结构的概念和分类。 的角度理解结构的概念和分类。 2、能通过技术试验分析影响结构的稳定性和强度的 、 因素并写出试验报告，理解结构与功能的关系。 因素并写出试验报告，理解结构与功能的关系。 3、熟悉设计一个简单结构应考虑的主要的因素，能 、熟悉设计一个简单结构应考虑的主要的因素， 确定一个简单对象进行结构设计， 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。 做出模型或原型。 4、学会观察结构的实用性和美观性，能从技术和文 、学会观察结构的实用性和美观性， 化的角度欣赏并评价典型结构设计的案例。 化的角度欣赏并评价典型结构设计的案例。
探究： 探究：
观察 图,说明 石磨的推杆 为什么要用 一根绳子吊 起来。 起来。
小试验: 小试验 试验不同纸板的承受压力 P008
10X40不同质量的纸板 10X40不同质量的纸板---不同质量的纸板----
3 结构的类型
1 实体机构
受力情况：力承受在物 受力情况： 体的外表， 大坝、 体的外表，如大坝、实 心墙、 心墙、实体物
一 常见结构的认识
①了解多种形式结构如生态结构、框架结构（钢、 了解多种形式结构如生态结构、框架结构（ 水泥等材料主建）、 ）、实体结构等的含 木、石、塑、水泥等材料主建）、实体结构等的含 理解“无处不在的结构” 义，理解“无处不在的结构”。 理解结构与力的关系。开拓视野查找资料， ②理解结构与力的关系。开拓视野查找资料，研究 结构形式与力的关系，注意结构的广泛性， 结构形式与力的关系，注意结构的广泛性，不局限 在建筑结构的理解。通过试验了解力的作用。 在建筑结构的理解。通过试验了解力的作用。 了解结构的类型与作用， ③了解结构的类型与作用，通过试验引导学生对结 构类型承受力的理解。 构类型承受力的理解。 能对简单的结构实例进行分类。 ④能对简单的结构实例进行分类。
案例2
人类飞翔的梦想源于展翅高飞的鸟， 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， 结构，飞机原型源于飞鸟形体结构 的仿生。 的仿生。
中国的大飞机在研制中
鹰眼 与导弹跟踪系统
马上行动 在生产生活中那些产品的结构是受到自然物 体的结构的启发而产生的? 体的结构的启发而产生的