常见结构的认识

拔河！ 拉面条
做油条 拉力器
拉力：物体所承受的拉拽力
趁热打铁！
订书机
桥墩 压路机
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。
钓 鱼！ 弓 臂力器
撑杆跳高
弯曲力：作用于物体，使它产生弯曲的力
拧 干 衣 服
拧瓶盖
麻花条
扭转力：反方向向物体两端均匀施力，使物
总结
• 一、常见的结构 • 无处不在的结构：定义，自然界结构的 作用 • 结构与力：定义，构件，四种外力，内 力，应力 • 结构的类型：四种结构
锤 子
埃 菲 尔 铁 塔
砧板
课桌椅
书柜
餐 桌：
硬纸包装箱：
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
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。
答案： 1、减少推杆自身的重力，改变了人 推磨时的用力方向,只需前推与后拉. 2、防止推杆弯曲变形.
纸板承受压力试验
试验目的： • 比较不同形状的纸板承受压力的大 小。 • 试验准备、试验过程（略） • 回答问题： • 1.哪种情况下纸板的抗压能力最强? • 2.举例说明这一结论在实际应用中 有什么意义。 • 3.如果把纸板折成瓦楞状,试验结果 会发生什么变化?
摩托车手的头盔一般是由玻璃钢制成的，材料很 硬，当驾驶员头部因为交通事故受到冲击时，首 先与头盔接触，头盔是壳体结构，将力均匀分散 到头盔的各个部分。另外驾驶员戴头盔时，必须 把带系紧，这样头盔和头之间有一定的固定空间 ，头盔内侧也是软材料，这样当驾驶员头部因为 交通事故受到冲击时，力量会被固定空间和软材 料吸收一部分，从而保护了驾驶员头部。
第一单元
§1.1
结构与设计
常见结构的认识 无处不在的结构 结构与力
结构的类型
一、 无处不在的结构
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着结构，结构多种 多样决定着事物存在的性质。
蜂窝结构
• 蜂窝构造由无数个大小相同的房孔 组成，房孔都是正六角形，这种结构 强度很高，重量又很轻，还有益于隔 音和隔热。因此，现在的航天飞机、 人造卫星、宇宙飞船在内部大量采用 蜂窝结构，卫星的外壳也几乎全部是 蜂窝结构。
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。
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 发而产生的呢？
结构重要性
• 在技术领域，结构影响着性质和功能， 结构方面的小问题会导致重大事故发 生。
• 在社会领域，文章内容结构影响文章 表达与质量，企业人员结构关乎企业 的运行与效率。
结 构 的 类 型
实体结构 框架结构 壳体结构 组合结构
1.实体结构
实心结构。 受力情况：外力分布 在整个体积中。主要 承受压力。
举例：实心墙、大坝
2.框架结构
由细长的构件组成。 受力情况：支撑空间却不充满空 间。 可以承受竖直和水平荷载。
3.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。特 别是当顶部受到压力时，它能将力均匀扩散。 如摩托车的头盔、飞机的外壳、贝壳等。
4.组合结构
埃 菲 尔 铁 塔
圣 彼 得 大 教 堂
指出表中所列物体的结构类型，并写出受力特点。
物体结构 栅栏 圆形陶瓷装饰品 实体结构 框架结构 壳体结构 组合结构 受力特点
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
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头骨的撞击的？
请分析，当出现交通事故时，汽车的安全气囊又 是如何保护驾驶员的？ 汽车发生剧烈碰撞而停止时，由于惯性的作用， 驾驶员上身向前倾，人的颈部是很脆弱的，而且 颈部受伤是威胁人的生命的。汽车安全气囊能保 证在汽车发生剧烈碰撞时，从汽车的驾驶室前方
快速弹出一个气囊，而且这个气囊正好位于驾驶
员的面部，从而保护了驾驶员的生命。
案例分析
• 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
瑞士的乔尔吉•朵青斯工程师十分酷爱郊游与打猎，在 1948年秋季的某一天打猎回来，发现他的衣服上粘着一些 鬼针草的种子，若要除去这些种子是非常麻烦的事，这引 起了他的极大兴趣，他便从衣服上取下一颗种子在放大镜 下仔细观察，发现在种子上的芒毛有一个个小钩子，正是 这些小钩子抓住了衣服上的纱线。由此他突发奇想，如果 能在带子上也产生这些类似的小钩子，它不就也可以使布 带相互搭接代替钮扣和拉链了吗？在鬼针草种子的启示下， 他经过8年的精心研究，于1956年终于设计了定型的产品， 宣告了尼龙搭扣带的诞生 。
抵抗能引起形态和大小改变的力。
构件、受力
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。如自行车的车轮，它是由辐 条（钢条）、轮胎 、车圈、气门等构件组成。 一个设计合理的结构应该能够承受外界的各种作 用力，抵抗各种形变。因此，需要了解作用在结 构上的各种力，根据构件的受力和形变，将构件 分为受拉、受压、受剪切、收弯曲、受扭转等.
马上行动
• 请列举给你印象较深的有关结构的事例。
• 自然界：冰川、黄土高原、戈壁、冲积扇.
• 技术领域：泰姬陵、悉尼歌剧院、 • 新加坡双子楼、斜拉桥.
• 社会领域：组织结构图、饼状结构.
人员的学历结构
人员的职称结构
二 、 结构与力
从力学的角度来说，结构是指 可承受一定力的架构形态，它可以
体发生扭转形变的力。
马上行动: 请连线
拉力
压力 剪切力 扭转力 弯曲力
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
构建所承受的拉拽力
反方向向物体两端均匀施力,使物体发生 扭转形变的力
案例分析
• 桥梁桥面的受力 • 为使桥面能够承受 更大的荷载，设计 师把桥面设计成拱 形、增加桥墩的数 量以减小跨度、采 用悬索等。
鸡蛋承受压力试验
1.为什么鸡蛋能够承受如此大的压力？
思 考
1.为什么来自百度文库蛋能够承受如此大的压力？
• 当砖头的重力通过木板、瓶盖传递到鸡蛋 上时，被均匀地分散到蛋壳的表面上，这 正是壳体结构能够承受等大压力的原因。
2.观察乌龟贝壳的结构，想一想这种结 构会给乌龟带来什么样的好处。
乌龟外壳属于壳体结构，外力作用在壳的 表面上，它能承受较大的压力，保护身体 不受损坏。
马上行动
• 填空：
• 在下图中，吊兰的支撑架受____。桥墩承 受来自桥面、桥上荷载的力，它受_____； 两端被桥墩托住的梁受______。
指出下例结构可以抵抗来自外界那些方面的作用力
建筑物的窗户
餐桌
硬纸包装箱
参考答案：
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