1.1 常见结构的认识（教学课件）通用技术苏教版2019必修2

1.1常见结构的认识 苏教版（2019）必修《技术与设计2》 高中通用技术 目录 一 学习目标 二 课堂导入 三 技术探究 四 课堂小结 五 拓展延伸 六 课堂练习 学习目标 一 通过技术体验和案例分析，归纳并解释结构的含义，感受结构的丰富性及其魅力。 通过技术探究活动，能从力学的角度解释结构对技术产品及其功能实现的独特价值。 能通过实例说明合理结构的重要性，树立技术规范意识和责任意识。能进行简单结构的受力分析，并辨析结构的一般分类。 二 课堂导入 人们长期伏案学习或工作，时常感到腰酸背痛。有研究者提出站立式办公的理念，作为坐式办公的一种调节。站立式办公不仅能有效缓解疲劳，提高工作效率，还能维护身体健康。那用什么样的结构支撑的办公桌可以实现站立式办公呢？ 三 技术探究 感知丰富的结构 任务一 三 技术探究 让木条“动”起来 试验目的：通过活动体验，感受结构的丰富性及其魅力。 情境展示：《武经总要·攻城法》记载：“云梯以大木为床，下施六轮，上立二梯，各长二丈余，中施转轴，车四面以生牛皮为屏蔽，内以人推进。及城，则起飞梯于云梯之上。”古人设计了什么结构做到“起飞梯于云梯之上”的？ 问题分析：要设计一个能动的木质结构，我们首先要考虑的就是要用这个结构做什么，什么样的结构可以动起来；其次就是在哪里设计连接，用什么形式的连接等问题。 活动准备： 材料：8根规格为200 mm×15 mm×15 mm的中间和两端分别钻好孔的松木条、M8×35 mm的螺栓及配套的元宝螺母若干（如图1-1所示）。 工具：螺丝刀、羊角锤。 …… 三 技术探究 三 技术探究 讨论： 1. 方案1和方案2制作的结构都可以让木条动起来，请比较和分析这两种结构的优缺点，举例说出这两种结构在实际生活中的应用。 2. 你认为古人是设计了什么结构做到“起飞梯于云梯之上”的？ 3.你还知道哪些神奇的结构？说出来与大家分享。 三 技术探究 结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。 结构是普遍存在的，不同的事物往往有不同的结构。 从技术体验活动来看，材料经过合理搭配形成了各种不同的结构。 世界上任何事物都存在结构，结构多种多样且决定着事物存在的性质。 自然领域 技术领域 社会领域 三 技术探究 在自然界中，蜂巢、蜘蛛网、大树、动物的身体与器官等都有其特定的结构。这些形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示。通过对自然界中结构的分析和研究，人们将其研究成果应用到技术领域，更好地服务于人类。 自然领域 三 技术探究 人们从灌木丛走过，有时裤子上会粘上苍耳子，这跟苍耳子特殊的结构有关。瑞士的乔治·德·梅斯特拉尔经过多年的研究，根据该结构，发明了尼龙搭扣。请用放大镜仔细观察苍耳子、尼龙搭扣，分析其结构特点，比较异同，如图1-4所示。苍耳子的这种结构除了应用到尼龙搭扣上，还可以应用到哪些地方？ 自然领域 三 技术探究 自然领域 自然、技术领域都存在丰富的结构，请举例说明技术领域中的哪些结构是受自然领域中的结构启发而设计的。 三 技术探究 在技术领域，产品的结构更是丰富多彩。 从历史悠久的石拱桥到气势宏伟的跨海大桥 技术领域 三 技术探究 在技术领域，产品的结构更是丰富多彩。 从粉墙黛瓦的古朴民居到高耸入云的摩天大楼 技术领域 三 技术探究 在技术领域，产品的结构更是丰富多彩。 从速度缓慢的古老马车到风驰电掣的“复兴号”动车组列车 技术领域 三 技术探究 在技术领域，产品的结构更是丰富多彩。 从只能完成单一指令的简单机械手到具有发达“大脑”的智能机器人 从古人制作的“火箭”到可以进行科学研究的“天宫”空间站 技术领域 三 技术探究 技术领域 如图1-6所示是一款站立式办公桌，它可以通过电机转动调节桌子高度，实现站坐交替式办公。 该办公桌与普通办公桌在结构上有什么相同点和不同点？ 三 技术探究 结构方面存在一个小缺陷就可能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共同的追求。 技术领域 三 技术探究 技术领域 魁北克大桥的坍塌 北克大桥兴建于20世纪初期，它是由桥梁学家库帕设计的，在当时世界上同类大桥中是最长的一座，如图1-7所示。当时桥的建设速度很快，施工组织也很完善。正当投资修建这座大桥的人们开始考虑如何为大桥剪彩时，随着一阵震耳欲聋的巨响，大桥的整个金属结构垮了，19 000 t钢材和86名建桥工人落入水中，只有11人生还。 大桥坍塌是因为设计师在没有对桥梁的关键部位做相应加固的情况下，擅自将原来500 m的桥长延长到了600 m，导致大桥结构承载能力不足，特别是大桥南端的构件在超出其设计承载能力后发生了失稳，从而导致整个结构倾塌。 思考：从该案例能获得哪些启示？你还知道哪些由于结构方面存在问题而导致事故发生的案例？ 三 技术探究 结构在社会领域也普遍存在着，如人口结构、家庭结构、组织结构、城乡结构、区域结构等。党的二十大报告中“实施供给侧结构性改革”“加快国有经济布局优化和结构调整”“增强消费对经济发展的基础性作用和投资对优化供给结构的关键作用”“优化税制结构”等论述，也都关注到社会领域相关结构的重要性。 社会领域 三 技术探究 认识结构的受力 任务二 三 技术探究 从力学角度分析，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。 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。一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这些组成部分通常被称为构件，如有的自行车的车轮由辐条、轮胎、车圈等构件组成。 三 技术探究 根据构件的受力和变形的形式，我们可以将构件的受力与变形分为五种基本形式 受拉 受压 受剪切 受弯曲 受扭转 三 技术探究 受力和变形形式 受拉 受压 受弯曲 受剪切 受扭转 受力特点 具体案例 构件承受两个作用线相距很近、大小相等、方向相反的力 在通过构件轴线的平面内，承受垂直于构件轴线的外力或外力偶的作用 构件两端受到两个在垂直于轴线平面内的力偶作用，两力偶大小相等，转向相反 构件两端承受沿轴线方向的压力 构件两端承受沿轴线方向的拉力 三 技术探究 有人利用办公区域的空间，安装了可挂在墙上的折叠桌（如图1-11所示）。该折叠桌的横支撑杆、斜支撑杆分别受到什么形式的力？将该折叠桌安装到墙上时，一般需要先在墙上打孔并埋入膨胀管，然后装螺钉，请从受力角度分析这样操作的原因。 三 技术探究 为了测试结构或构件能承受的力，各技术领域都有专门的设备，如用于测试结构抗拉、抗压等特性的拉压测试仪，用于测试和检测各种瓶盖开合的扭矩测试仪，用于测试螺钉扭力的螺钉扭断力测试机等。 三 技术探究 辨析结构的类型 任务三 三 技术探究 结构的分类多种多样，从形态方面考虑 实体结构 框架结构 壳体结构 …… 技术领域 三 技术探究 壳体结构的受力分析 试验目的：通过鸡蛋受力试验，测试壳体结构的强度，研究结构的形状对其强度的影响。 情境展示：孙宇参观了恢宏的中国国家大剧院。中国国家大剧院外部采用壳体钢结构，外形似一颗椭圆的珍珠，露出水面。如此宏大的建筑为什么要选用壳体结构进行设计呢？这激发了孙宇强烈的探究兴趣。 问题分析：鸡蛋的外壳是天然的壳体结构，要对其进行壳体结构的受力试验，就要先研究鸡蛋壳的力学特征，然后设计符合试验规范的试验方法和试验步骤并对其进行试验。 …… 三 技术探究 实体结构通常是指结构体本身是实心的结构，如实心墙、大坝等，如图1-16所示。 三 技术探究 三 技术探究 框架结构通常是指结构体由细长的构件组成的结构，其构件的几何特征是横截面尺寸比长度小得多，如铁架塔、建筑用脚手架、厂房的框架等，如图1-17所示。 三 技术探究 壳体结构通常是指层状的结构，其几何特征是厚度比长度和宽度小得多，如摩托车头盔、飞机外壳等，如图1-18所示。 三 技术探究 在生产和生活中，很多物体的结构是由两种或两种以上的基本结构类型组合而成的。如埃菲尔铁塔，它的塔基由实体结构组成，塔身由框架结构组成。又如注塑成型的椅子，其座位是壳体结构，椅腿是框架结构，如图1-19所示。 四 课堂小结（思维导图） 常见结构的认识 丰富的结构 结构的受力 结构的类型 五 拓展延伸 在具体工程领域，根据领域的不同，结构有不同的分类方式。例如，在桥梁建筑中常见的结构类型有梁式结构、刚架结构、拱式结构、斜拉结构、悬索结构和组合结构等，如图1-20所示。 六 课堂练习 1.结构是指事物的各个组成部分之间的_______搭配和排列，世界上任何事物都存在结构，结构多种多样且决定着事物存在的______。结构在______领域也普遍存在着，如人口结构、家庭结构、组织结构、城乡结构。 有序 性质 社会 六 课堂练习 2.杭州亚运会主会场是奥体中心“莲花碗”，它设计成莲花瓣造型，有曲面的玻璃幕墙，除了实心柱和墙面外，还有钢架结构环梁来承重，其上覆盖铝镁锰板材料的“花瓣”，采光效果非常好，而且外面的沙尘进不来，根据材料判断下列说法正确的是（ ） A. 实心柱和墙面属于实体结构，钢架支撑环梁属于壳体结构 B. 实心柱和墙面属于壳体结构，钢架支撑环梁属于框架结构 C. 实心柱和墙面属于实体结构，花瓣造型属于壳体结构 D. 钢架支撑环梁属于实体结构，花瓣造型属于框架结构 C 六 课堂练习 3.仔细观察下图的订书机底座前端，可以发现有三组凹槽，请分析这些凹槽的作用。在订书过程中，订书钉会产生怎样的形变？ 谢 谢！ 高中通用技术苏教版（2019）必修1 01 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf60.20.100 $$