1、無處不在的結(jié)構(gòu)無處不在的結(jié)構(gòu)教學(xué)目標教學(xué)目標1. 知識與技能目標了解結(jié)構(gòu)的含義，能舉出不同領(lǐng)域的實例，知道結(jié)構(gòu)無處不在。了解結(jié)構(gòu)與力的關(guān)系。2. 過程與方法目標能夠通過對簡單案例，分析結(jié)構(gòu)是如何承受力的。3. 情感態(tài)度與價值觀目標通過案例分析，提高理解和分析問題的能力，培養(yǎng)全面、系統(tǒng)的分析問題的能力，激發(fā)學(xué)習(xí)激情和興趣。為什么同學(xué)們制作的小板凳穩(wěn)固程度差別較大？科羅拉多大峽谷 1.1.無處不在的結(jié)構(gòu)無處不在的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)（structure)：是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列世界上任何事物都存在結(jié)構(gòu)，世界上任何事物都存在結(jié)構(gòu)，結(jié)結(jié)構(gòu)多種多樣且決定著事物存在的性質(zhì)構(gòu)多種多樣且決定著事物存在

2、的性質(zhì)。蜜蜂巢：一種平放著的六蜜蜂巢：一種平放著的六棱柱形房間，每個房間的體積棱柱形房間，每個房間的體積都是都是0.25立方厘米，顯的格外整立方厘米，顯的格外整齊、經(jīng)濟、美觀。房間的正面齊、經(jīng)濟、美觀。房間的正面是平整的六角形進出口，背面是平整的六角形進出口，背面是銳角為是銳角為7232 的凌錐，六面的凌錐，六面墻壁同時又是相鄰的六個房間墻壁同時又是相鄰的六個房間的墻壁的墻壁它用最少的建筑材它用最少的建筑材料，造出了容積最大的房間，料，造出了容積最大的房間，而且保證建筑結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)而且保證建筑結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定，是一種輕質(zhì)高強的結(jié)構(gòu)。定，是一種輕質(zhì)高強的結(jié)構(gòu)。受蜂巢的啟示設(shè)計出了種種輕質(zhì)高強的

3、泡沫蜂窩結(jié)構(gòu)受蜂巢的啟示設(shè)計出了種種輕質(zhì)高強的泡沫蜂窩結(jié)構(gòu)在美洲的亞馬遜河上，生長著一種在美洲的亞馬遜河上，生長著一種世界聞名的觀賞植物世界聞名的觀賞植物王蓮。王蓮有王蓮。王蓮有個圓形的大葉，浮在水面上，直徑有個圓形的大葉，浮在水面上，直徑有2米，一個五、六歲的孩子坐在上邊，就米，一個五、六歲的孩子坐在上邊，就像坐在船上。大約像坐在船上。大約100多年前，法國的一多年前，法國的一位園藝師兼建筑師約瑟夫位園藝師兼建筑師約瑟夫莫尼哀對王蓮莫尼哀對王蓮進行了研究。原來，王蓮葉子的背面有進行了研究。原來，王蓮葉子的背面有許多又粗又大的葉脈，葉脈之間用許多許多又粗又大的葉脈，葉脈之間用許多鐮刀形的橫筋連

4、著，構(gòu)成了一種卓絕的鐮刀形的橫筋連著，構(gòu)成了一種卓絕的網(wǎng)狀骨架，可以承受很大的荷載。受王網(wǎng)狀骨架，可以承受很大的荷載。受王蓮的啟發(fā)，他模仿王蓮的葉脈結(jié)構(gòu)，用蓮的啟發(fā)，他模仿王蓮的葉脈結(jié)構(gòu)，用鋼筋和玻璃建造了一座水晶宮般的大花鋼筋和玻璃建造了一座水晶宮般的大花房。房。密斯凡德羅密斯凡德羅 水晶宮水晶宮 蜘蛛也是自然界中蜘蛛也是自然界中出色的建筑師。它的蛛出色的建筑師。它的蛛網(wǎng)織得何等巧妙。有的網(wǎng)織得何等巧妙。有的學(xué)者發(fā)現(xiàn)，蜘蛛能根據(jù)學(xué)者發(fā)現(xiàn)，蜘蛛能根據(jù)地形地物地形地物“精確的計算精確的計算”出織多大的網(wǎng)，然后出織多大的網(wǎng)，然后“提出提出”最省料而能達最省料而能達到最大面積的到最大面積的“方案方案

5、”，迅速而準確地織出蛛網(wǎng)。迅速而準確地織出蛛網(wǎng)。蛛網(wǎng)是自然界中獨一無蛛網(wǎng)是自然界中獨一無二的懸索結(jié)構(gòu)。當(dāng)代的二的懸索結(jié)構(gòu)。當(dāng)代的懸索結(jié)構(gòu)則是模擬蛛網(wǎng)懸索結(jié)構(gòu)則是模擬蛛網(wǎng)的一大成就。的一大成就。蜘蛛的腿里沒有肌肉，蜘蛛的腿里沒有肌肉，但能感受到蛛網(wǎng)微弱但能感受到蛛網(wǎng)微弱的震動。的震動。其實它們是靠液壓傳動的其實它們是靠液壓傳動的!豬籠草豬籠草含羞草含羞草含羞草和蜘蛛含羞草和蜘蛛的液壓系統(tǒng)啟示我的液壓系統(tǒng)啟示我們，利用液壓傳動們，利用液壓傳動裝置，不僅可以像裝置，不僅可以像水壓機那樣水壓機那樣“放大放大”壓力，還可以用液壓力，還可以用液壓的方式制造出靈壓的方式制造出靈巧的機械手，實現(xiàn)巧的機械手，實

6、現(xiàn)自動化；甚至可以自動化；甚至可以利用液壓系統(tǒng)使機利用液壓系統(tǒng)使機器人產(chǎn)生觸覺。器人產(chǎn)生觸覺。人們從蝙蝠利用超聲人們從蝙蝠利用超聲波判斷物體的能力，研制波判斷物體的能力，研制了雷達。了雷達。夜蛾能發(fā)現(xiàn)蝙蝠，而使具夜蛾能發(fā)現(xiàn)蝙蝠，而使具有超精細超聲雷達的蝙蝠撲空，有超精細超聲雷達的蝙蝠撲空，原來蛾當(dāng)蝙蝠的超聲信號傳來原來蛾當(dāng)蝙蝠的超聲信號傳來時會發(fā)出與蝙蝠定位回聲極相時會發(fā)出與蝙蝠定位回聲極相似的超聲，發(fā)出假信號誘騙蝙似的超聲，發(fā)出假信號誘騙蝙蝠。有的夜蛾身上有一種能吸蝠。有的夜蛾身上有一種能吸超聲波的絨毛，使蝙蝠得不到超聲波的絨毛，使蝙蝠得不到一定強度的回聲。仿效飛蛾出一定強度的回聲。仿效飛蛾

7、出現(xiàn)了現(xiàn)代的隱身飛機?，F(xiàn)了現(xiàn)代的隱身飛機。蝴蝶翅膀的結(jié)構(gòu)與顏色奧秘希臘帕特農(nóng)神廟（又稱雅典娜神廟） 案例分析 蒼耳子與尼龍搭扣 鳥與飛機 鷹眼與導(dǎo)彈跟蹤系統(tǒng)在社會領(lǐng)域：在社會領(lǐng)域：也普遍存在著結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。也普遍存在著結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。在技術(shù)領(lǐng)域：在技術(shù)領(lǐng)域：結(jié)構(gòu)更加豐富，但必須要求合理。結(jié)構(gòu)更加豐富，但必須要求合理。政治、經(jīng)濟、文化、藝術(shù)政治、經(jīng)濟、文化、藝術(shù)在做詩的時候,律詩的四句稱為 起,承, 轉(zhuǎn), 結(jié). 律詩分為四聯(lián)：首聯(lián)，頷聯(lián)，頸聯(lián)和尾聯(lián) 作業(yè)：馬上行動行政權(quán)行政權(quán)司法權(quán)司法權(quán)英國英國立法權(quán)立法權(quán)監(jiān)督監(jiān)督議會議會責(zé)任制內(nèi)閣責(zé)任制內(nèi)閣獨立獨立結(jié)構(gòu)的類型結(jié)構(gòu)的類型結(jié)構(gòu)與力結(jié)構(gòu)與力2. 結(jié)構(gòu)與力198

8、1年7月17日美國的堪薩斯城飯店發(fā)生倒塌。造成113人死亡，200人受重傷。這一慘案的結(jié)論是：空中通道和涼臺的構(gòu)造設(shè)計有缺陷，從墻壁至立柱間的空中距離過長。 從力學(xué)角度來說， 結(jié)構(gòu)是指可承受一定力的架構(gòu)形態(tài)， 它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。 每個物體都有它的特定的架構(gòu)形態(tài)，這種架構(gòu)形態(tài)體現(xiàn)著它的結(jié)構(gòu)。 物理學(xué)與通用技術(shù)研究力的角度不同，物理學(xué)往往研究外力，把物體當(dāng)質(zhì)點，哪怕是地球，在研究它繞太陽轉(zhuǎn)動時，仍把它當(dāng)作質(zhì)點。 而技術(shù)學(xué)則關(guān)注一個物體內(nèi)部受力情況。 1. 基本概念基本概念 構(gòu)件構(gòu)件組成一個較復(fù)雜結(jié)構(gòu)的不同部分組成一個較復(fù)雜結(jié)構(gòu)的不同部分 應(yīng)力應(yīng)力構(gòu)件的單位截面上所產(chǎn)生的內(nèi)力構(gòu)件的

9、單位截面上所產(chǎn)生的內(nèi)力F/S 2. 構(gòu)件的受力形式構(gòu)件的受力形式1.拉力2.壓力3.剪切力4.扭轉(zhuǎn)力5.彎曲力3. 請連線，把左右對應(yīng)的項目連接起來：A.作用于物體，使它產(chǎn)生彎曲的力B.兩個矩離很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物體上的平行力C.擠壓物體的力D.物體所承受的拉力E.反方向向物體兩端均勻施力，使物體發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變的力案例分析馬上行動探 究觀察右圖，說明石磨的推桿為什么要用一根繩子吊起來？小試驗小試驗 實體結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)體本身是實心。外力分布在整個體積中外力分布在整個體積中3.3.結(jié)構(gòu)的類型結(jié)構(gòu)的類型 框架結(jié)構(gòu)：由細長的構(gòu)體組成。支撐空間而不充滿空間。支撐空間而不充滿空間。 殼體結(jié)構(gòu)：層狀的結(jié)構(gòu)。外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面上。外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面上。 殼體結(jié)構(gòu)：經(jīng)典殼體建筑欣賞。悉悉尼尼歌歌劇劇院院清華大學(xué)大禮堂清華大學(xué)大禮堂 殼體結(jié)構(gòu)：經(jīng)典殼體建筑欣賞。廣州新體育館廣州新體育館國家大劇院國家大劇院 小試驗（2）殼體結(jié)構(gòu)的受力情況。雞蛋上