1、1.1常見結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí),第一單元 結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì),1)自然界中的結(jié)構(gòu)。 在自然界，相同的物質(zhì)，不同的結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出不同特性的現(xiàn)象處處可見。 A、同樣是水，有液態(tài)、氣態(tài)、固態(tài)； B、同樣是碳，但有最硬的固體金剛石和最軟的固體石墨存在； C、化學(xué)有機(jī)物結(jié)構(gòu)不同性質(zhì)不同（色素）； D、同樣的六個(gè)字“這個(gè)人表現(xiàn)好”“這個(gè)人好表現(xiàn)”，但因排列不同，就形成了一褒一貶； E、用同樣的材料，做出的結(jié)構(gòu)不同的小板凳就會(huì)有不同的特性，有的穩(wěn)，有的不穩(wěn)； F、各種材料組成結(jié)構(gòu)可以使“死的”材料變成“活的”機(jī)器。如：發(fā)動(dòng)機(jī)、電子計(jì)算機(jī)、機(jī)器人、飛機(jī)、火箭,世界上任何事物都存在結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)多種多樣且決定著事物存在的性質(zhì)。,這兩種

2、結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在哪里？,蜂巢：使用最少的材料制作盡可能寬敞的空間，不會(huì)出現(xiàn)縫隙，空間使用效率最好。 蜘蛛網(wǎng)：任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都能找到一條可通過的路徑,結(jié)構(gòu)（structure)：是指事物的各個(gè)組成部分之間的有序搭配和排列。,結(jié)構(gòu)的各組成部分，通常稱為構(gòu)件。 例：人體結(jié)構(gòu)，分子結(jié)構(gòu)，階級(jí)結(jié)構(gòu)，文章的結(jié)構(gòu)，汽車結(jié)構(gòu)，桌子結(jié)構(gòu)，地球結(jié)構(gòu)等。,什么是結(jié)構(gòu)？,科羅拉多大峽谷,你能否舉例說明事物的各個(gè)組成部分之間的搭配和排列改變了，事物的性質(zhì)也發(fā)生了改變。,例：課桌、圓珠筆、課本、水杯、粉筆盒、書包 又如：人的染色體有X染色體、Y染色體之分，X染色體、Y染色體不同的搭配和排列，決定這個(gè)人是男人還是女人。,形形色色

3、的結(jié)構(gòu)能給人以美的享受，給人創(chuàng)造的靈感和啟示。人們將其成果應(yīng)用到技術(shù)領(lǐng)域, 更好地服務(wù)于人類。,螞蟻力量非凡的嘴巴給了科學(xué)家們發(fā)明推進(jìn)體系的微型機(jī)器人的靈感 美國伊利諾大學(xué)香檳分校的生態(tài)學(xué)家兼昆蟲學(xué)家安德魯蘇雷茲他告訴生命科學(xué)雜志：“如用于營(yíng)救工作的機(jī)器人?！?閱讀案例： 書本P3,蒼耳子與尼龍搭扣; 鳥與飛機(jī); 鷹眼與導(dǎo)彈跟蹤系統(tǒng),鷹可以在幾千米的高空準(zhǔn)確無誤地辨別地面上的動(dòng)物,這是因?yàn)樗难鄄拷Y(jié)構(gòu)比較特殊。人類每只眼睛的視網(wǎng)膜上都有一個(gè)凹槽,叫做中央凹。而老鷹眼中的中央凹卻有兩個(gè), 這兩個(gè)中央凹的作用不同, 其中一個(gè)專門用于接收來自鷹頭側(cè)面物體的像, 另一個(gè)用于接收來自鷹頭前方物體的像。這

4、樣,老鷹的視覺范圍就寬多了,能兼顧前方和側(cè)面。根據(jù)鷹眼的結(jié)構(gòu),人們正在研制“ 鷹眼”導(dǎo)彈系統(tǒng)。這種導(dǎo)彈系統(tǒng)能自動(dòng)尋找、識(shí)別目標(biāo)并跟蹤攻擊。,提問：人與動(dòng)物相比，在結(jié)構(gòu)上有什么不同？分析 其劣勢(shì)與優(yōu)勢(shì)。,提問1：除了根據(jù)鷹眼的結(jié)構(gòu),人們正在研制“ 鷹眼”導(dǎo)彈系統(tǒng)以外，你還受到哪些啟發(fā)？ 提問2：如果在人類的視網(wǎng)膜上象鷹一樣有兩個(gè)凹槽，世界將會(huì)如何變化？ 提問3：將來運(yùn)用技術(shù)手段在人的視網(wǎng)膜造出兩個(gè)凹槽,有這種可能嗎？,馬上行動(dòng)：生產(chǎn)生活中還有那些產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)是受到自然界事物結(jié)構(gòu)的啟發(fā)而產(chǎn)生？,如果結(jié)構(gòu)不合理就會(huì)產(chǎn)生什么后果？,船槳 人工冷光 風(fēng)箏 鋸 車輪 潛水艇 聲納 潛水用的腳蹼 潛水艇的流線

5、型設(shè)計(jì),（魚鰭） （螢火蟲） （鷹） （螳螂臂或鋸齒草） （隨風(fēng)旋轉(zhuǎn)地飛蓬草） （海豚） （蝙蝠） （鴨子） （魚類）,希臘帕特農(nóng)神廟（又稱雅典娜神廟）,2)技術(shù)領(lǐng)域中的結(jié)構(gòu)：,閱讀 “魁北克大橋的坍塌” 書本P4,事物的結(jié)構(gòu)影響著事物的性能和功能，合理的結(jié)構(gòu)是事物存在和發(fā)展的基礎(chǔ)，卓越的結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)者和制造者長(zhǎng)期的追求。,思考：大橋坍塌的原因是什么？,3) 社會(huì)領(lǐng)域中的結(jié)構(gòu)：,自然界：天體結(jié)構(gòu)、地球的結(jié)構(gòu)、植物的結(jié)構(gòu)、動(dòng)物的結(jié)構(gòu) 技術(shù)領(lǐng)域：汽車的結(jié)構(gòu)、微機(jī)的結(jié)構(gòu)、電腦主板的結(jié)構(gòu)、數(shù)字控床的結(jié)構(gòu) 社會(huì)領(lǐng)域：教育管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、通用技術(shù)的學(xué)科結(jié)構(gòu)、課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)、文化、經(jīng)濟(jì)格局等。,馬上行動(dòng)：P4

6、請(qǐng)分別列舉自然界、技術(shù)領(lǐng)域、社會(huì)領(lǐng)域給你印象較深的有關(guān)結(jié)構(gòu)的事例？,無處不在的結(jié)構(gòu),自然界形形色 色的結(jié)構(gòu)給了 人們無窮的創(chuàng) 造靈感和啟示,結(jié)構(gòu)決定了事物的性質(zhì)和形態(tài),合理的結(jié)構(gòu)是事物 存在的基礎(chǔ),卓越的 結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)者和制 造者的重要追求,課堂回顧：,1)自然界中的結(jié)構(gòu) 2)技術(shù)領(lǐng)域中的結(jié)構(gòu) 3)社會(huì)領(lǐng)域中的結(jié)構(gòu)：,結(jié)構(gòu)：,是指事物的各個(gè)組成部分之間的有序搭配和排列。,結(jié)構(gòu)與力,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(gè)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)。,一個(gè)較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)由許多不同的部分組成，這些組成部分通常稱為構(gòu)件。,

7、如： 自行車的組成構(gòu)件：自行車車架、車把、傳動(dòng)、座鞍、車輪等。 車輪的組成構(gòu)件：輻條、輪胎、車圈、氣門等,一個(gè)設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)應(yīng)該能承受外界的各種作用力，抵抗各種變形。,首先要清楚組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件受到哪些力的作用； 其次要清楚在這些力的作用下，構(gòu)件能否安全、可靠地工作，即對(duì)構(gòu)件承載能力的分析。,怎樣分析受力情況？,生活中常見的結(jié)構(gòu)都能抵抗來自外界的各種作用力和自身重力。,自行車承受人和所載物體的壓力及自行車自身的重力； 橋墩承受自身重力及負(fù)荷的壓力、大風(fēng)的作用力等其它外力。,例如:,討論分析生產(chǎn)、生活中常見結(jié)構(gòu)，要抵抗來自外界力的作用情況：,建筑物的窗戶：,課桌：,硬紙包裝箱：,自身重力、墻體的壓

8、力、風(fēng)力、外來撞擊力 ,自身的重力、手臂的壓力、桌面上某個(gè)物體的壓力、推拉力、地面對(duì)其的支撐力 ,箱內(nèi)物體的重力、箱內(nèi)物體向外的擠壓力、自身的重力、外界壓力、所裝載貨物的壓力 ,構(gòu)件的基本受力形式：受拉、受壓、受剪切、受彎曲和受扭轉(zhuǎn)。,閱讀案例分析P006：橋梁橋面的受力,探究：觀察左圖,說明石磨的推桿為什么要用一根繩子吊起來?,一是保持人在推磨時(shí)推桿始終在平行于地面的平面上運(yùn)動(dòng)，改變了人推磨時(shí)的用力方向，只需前推與后拉，使推磨更輕松； 二是防止推桿彎曲變形，可以承載一些推桿的重力。,小實(shí)驗(yàn)：,比較不同形狀的紙板承受壓力的大小。,回答問題： 1、哪種情況下紙板的抗壓能力最強(qiáng)? 2、舉例說明這一

9、結(jié)論在實(shí)際應(yīng)用中有什么意義。 3、如果把紙板折成瓦楞狀,試驗(yàn)結(jié)果會(huì)發(fā)生什么變化？,任何結(jié)構(gòu)承受的外載荷，都是拉、壓、剪、扭、彎中的一種或幾種的組合。,1）秋千的吊索，主要承受拉力； 2）橋梁的橋墩，主要承受壓力； 3）連接齒輪和軸的鍵，主要承受剪力； 4）汽車方向盤的軸，主要承受扭力； 5）單杠的杠體（上面的橫杠），主要受彎力； 6）吊扇旋轉(zhuǎn)，吊桿主要受扭力和拉力；,為了保證結(jié)構(gòu)的正常工作，這些構(gòu)件必須有對(duì)于主要載荷的足夠的承載能力。這是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須考慮的重要問題。,3.結(jié)構(gòu)的類型：,1）實(shí)體結(jié)構(gòu)：是指結(jié)構(gòu)體本身是實(shí)心的結(jié)構(gòu)。,受力特點(diǎn)：外力分布在整個(gè)體積中。 實(shí)體結(jié)構(gòu)可以連續(xù)傳遞載荷，適于承受壓力。 例：長(zhǎng)城、三峽大壩、廚房中的菜板子、實(shí)心墻、水庫的大壩、古代的城墻、柱子、實(shí)心球等。,2）框架結(jié)構(gòu)：是指結(jié)構(gòu)體由細(xì)長(zhǎng)的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)。,受力特點(diǎn)：支撐空間而不充滿空間，能承受垂直和水平荷載。 框架結(jié)構(gòu)是由桿件或板件連接而成的，構(gòu)件可以是空心，也可以是實(shí)心；可以是平面框架，也可以是空間框架。由于這種結(jié)構(gòu)用料少，可以承受多種載荷，因此用得很廣泛。,例：窗戶、畫框、房子、竹排、教室的門窗常用木框架，蔬菜大棚的棚體、建筑用腳手架、自行車、艾菲爾鐵塔、桌子、板凳、書櫥、輸電鐵塔。,3）殼體結(jié)構(gòu)：通常是指層狀的結(jié)構(gòu)。,受力特點(diǎn)