1.1常见结构的认识课件-2025-2026学年高中通用技术苏教版必修二

苏教版(2019)高中通用技术必修《技术与设计2》 1.1常见结构的认识 —— 结构之美·工程之基 学习导航 本章概览 01 结构的含义与无处不在的结构 02 结构与力的相互作用 03 结构的基本类型及应用 04 结构案例分析与实践应用 互动环节 结构的含义与无处不在的结构 结构与力的相互作用 结构的基本类型及应用 结构案例分析与实践应用 01结构的含义 万物有序的排列 【结构的定义】 广义:事物各组成部分之间的有序搭配和排列 自然界:蜂巢(六边形最省材料)、蜘蛛网(悬索结构原型) 人类社会:家庭结构、建筑结构 【技术视角】 力学定义:可承受一定力的架构形态,能抵抗形状和大小改变的 力 核心要素:构件组成、连接方式、受力传递 02结构与力 构件的基本受力形式 1 受拉:构件承受拉拽力(如单杠、斜拉桥拉索) 2 受压:构件承受挤压的力(如桥墩、千斤顶活塞) 3 受剪切:大小相等、方向相反的平行力(如剪刀剪铁皮) 4 受弯曲:构件承受弯曲的力(如起重机大梁、钓鱼竿) 5 受扭转:两端承受相反旋转力(如汽车传动轴、拧干衣物) 【互动体验】用硅胶棒模拟五种受力形式的形变特征 互动课堂:受力形式快速判断 情景1:用打气筒给自行车打气时,活塞杆的受力形式是? (A.始终拉力B.始终压力C.下压时压力D.上提时压力) 情景2:用剪刀剪纸张时,剪刀刀刃的受力形式是? (A.受拉B.受压C.受剪切D.受弯曲) 情景3:转动门把手开门时,门把手的受力形式是? (A.受拉B.受扭转C.受剪切D.受弯曲) 【解析反馈】答案: C 、 C 、 B |重点:结合生活场景理解受力特点,注意复合受力情况 03结构的类型(一) 实体结构 定义:结构本身是实心的,外力分布在整个体积中。 特点:稳定性好、承载能力强。 案例:城墙、大坝、实心桥墩。 现代创新:厦门翔安国际机场下穿通道。 框架结构 定义:由细长构件组成,支撑空间而不充满空间。 特点:重量轻、空间利用率高。 案例:铁塔、脚手架、自行车车架。 现代创新:三星堆博物馆钢框架结构。 03结构的类型(二) 壳体结构 ● 定义:层状结构,外力作用在结构体表面。 ● 特点:受力均匀、材料省、强度高。 ● 案例:贝壳、头盔、悉尼歌剧院屋顶。 ● 现代创新:重庆设计公园7号楼。 组合结构 ● 定义:两种或以上基本结构类型的组合。 ● 特点:综合不同结构优势。 ● 案例:埃菲尔铁塔、自行车。 ● 现代创新:CMC组合模块建筑。 案例分析:2025年结构工程创新 案例1:三星堆古蜀文化遗址博物馆 结构体系:钢框架+组合网架+螺旋钢箱梁 创新点:屈曲约束支撑(BRB)减震技术 荣誉:2025年ASCE大中华区卓越创新工程项目奖 案例2:东一线跨绛溪河大桥 结构类型:国际首次采用异形钢管网壳拱桥 技术突破:K型/X型节点静载/疲劳性能试验 意义:推动大跨度桥梁结构设计革新 【思考】这些现代结构如何体现传统结构智慧的传承与创新? 动手实践:结构模型设计挑战 任务要求 材料:吸管、牙签、橡皮泥、A4纸(任选) 目标:制作能承受200g重量的桥梁模型(跨度≥20cm) 时间:15分钟 设计要点 选择合适的结构类型 考虑构件连接方式 优化材料使用,控制重量 评估标准 承重能力(60%) 结构创新性(20%) 材料利用率(20%) 结构与生活:案例深度剖析 案例1:自行车结构解析 车架:三角形框架结构(稳定性好) 轮胎:充气壳体结构(减震+承重) 螺丝:实体结构(连接构件) 受力:骑行时车架主要受弯曲和扭转力 案例2:空调外机固定结构 三角架:框架结构(稳定性原理) 膨胀螺丝:受拉+受剪切力 安全设计:冗余连接(至少3颗螺丝固定) 【小组讨论】分析身边一个物品的结构类型及受力特点(5分钟) 知识梳理:结构类型与受力形式总结 【五种基本受力形式】受拉、受压、受剪切、受弯曲、受扭转(可单独或组合出现) 拓展思考:结构创新与未来发展 前沿趋势 智能化设计:AI辅助结构优化,提升设计效率与安全性。 绿色材料:可降解复合材料应用,推动建筑行业可持续发展。 仿生结构:模仿自然高效受力形式,如蜂巢、贝壳等,实现结构轻 量化。 模块化建造:工厂预制,现场组装,缩短工期并保证质量。 讨论题 如何在结构设计中平衡安全性、经济性与美观性? 未来建筑结构可能会有哪些革命性创新? 课堂检测:结构知识综合应用 1.如图所示的千斤顶，转动螺杆能够把汽车顶起。在放下过程中，螺杆的主要受力形式为(　　) A．受拉、受剪切 B．受压、受弯曲 C．受拉、受扭转 D．受压、受剪切 C 课堂检测:结构知识综合应用 2.空调外机通过三角架和膨胀螺丝固定在墙面上，如图所示，上面的这一颗膨胀螺丝的受力形式为（ ） A．受拉、受压 B. 受压、受弯曲 C．受拉、受剪切 D. 受扭转、受弯曲 C 课堂检测:结构知识综合应用 3.如图所示为一款路灯，其横杆与立柱之间采用铰连接，一段悬挂路灯，另一段由斜杆加以固定，此时横杆与斜杆的受力形变形式分别为(　　) A．横杆受弯曲， 斜杆受拉 B．横杆受弯曲 ，斜杆受压 C．横杆受拉 ，斜杆受拉 D．横杆受拉 ，斜杆受压 A 课后任务:结构观察与分析报告 实践任务 主题:“身边的结构之美”观察报告 要求:选择3个不同类型结构,拍摄、标注、分析、提建议 形式:图文报告(A4纸,≥300字) 提交:下次课前 拓展资源 推荐视频:《中国古建筑榫卯结构》 推荐网站:中国建筑科学研究院官网 感谢聆听! 苏教版(2019)高中通用技术必修《技术与设计2》 1.1常见结构的认识 $$