1.1认识结构课件-2025-2026学年粤科版高中通用技术必修二

——第一章 结构及其设计 第一节 认识结构 01 02 03 04 感知不同的结构 认识结构与力 了解结构的分类 本章小结 目录 05 课堂练习 01 感知不同的结构 感知不同的结构 结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。事物的结构决定了其功能。结构普遍存在于自然界和人类创造的各种物体中，形式多种多样。 自然界的结构 技术领域的结构 社会领域的结构 一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这种组成部分通常称为构件。 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。 感知不同的结构 自然界的结构 感知不同的结构 自然界的结构——蜂巢 蜜蜂是自然界中卓越的建筑大师，蜂巢的结构精巧又美观。 蜂巢由几千甚至数万间蜂房组成，每间蜂房都是大小相等的六棱柱体，底面由三个全等的菱形面封闭，每排蜂房平行排列并相互嵌接。 这种结构的特点：用材最少而容积最大 蜂巢：结构精巧美观。六棱柱的结构使容积最大，用材最少。 蜜蜂巢：一种平放着的六棱柱形房间，用最少的建筑材料，造出了容积最大的房间，而且保证建筑结构的安全和稳定，是一种轻质高强的结构。 这种结构用材最少而容积最大，具有坚固、节省材料、自重轻等优点。 感知不同的结构 自然界的结构——蜂巢 受蜂巢的启示设计出了种种轻质高强的泡沫蜂窝结构 感知不同的结构 感知不同的结构 人类创造的结构 自然界中的物体都有其特定的结构。人们通过对自然界结构的分析和研究，将其应用于技术领域，更好的为人类服务。 长城由砖筑实体结构构成，西起甘肃嘉峪关，东至河北山海关，全长约6300km。 山西应县木塔是世界上现存古代最高的木质框架结构建筑。它始建于1056年，塔高67米，经历了近千年的风雨和地震的考验，仍然完整屹立着。 感知不同的结构 人类创造的结构——桥 建筑物的结构必须坚固、稳定性好，还要能够抵御强风、地震等自然灾害的破坏。 建筑结构必须坚固、稳定性好。桥梁结构必须承受其自身重力和相应载荷 想一想 桥梁的结构是钢桁架三孔连续梁。 感知不同的结构 仓库建造结构图 人事结构必须简明高效 感知不同的结构 自然界形形色色的结构给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,将其成果应用到技术领域, 更好地服务于人类。 鹰可以在几千米的高空准确无误地辨别地面上的动物，这是因为它的眼部结构比较特殊。人类每只眼睛的视网膜上都有一个凹槽，叫做中央凹。而老鹰眼中的中央凹却有两个，这两个中央凹的作用不同，其中一个专门用于接收来自鹰头侧面物体的像，另一个用于接收来自鹰头前方物体的像。这样，老鹰的视觉范围就宽多了，能兼顾前方和侧面。根据鹰眼的结构，人们正在研制“鹰眼”导弹系统。这种导弹系统能自动寻找、识别目标并跟踪攻击。 感知不同的结构 有的学者发现，蜘蛛能根据地形地物“精确的计算”出织多大的网，然后“提出”最省料而能达到最大面积的“方案”，迅速而准确地织出蛛网。蛛网是自然界中独一无二的悬索结构。当代的悬索结构则是模拟蛛网的一大成就。 蜘蛛网具有独一无二的机械强度和弹性。使得其成为人们所知道的最牢固的材料，受此启发，人们研制出如蜘蛛丝一样的高强度纤维，用这种纤维做成的复合材料可以用来做防弹衣、防弹车。 感知不同的结构 苍耳子与尼龙搭扣 狩猎者从灌木丛走过，裤子上粘满了令人讨厌的苍耳子。瑞士的乔尔吉·朵青斯通过仔细观察发现苍耳子的表面布满了许多带有细细倒钩的小刺，碰到纤维类的衣物便粘在上面，经过8年的研究，根据苍耳子的结构，发明了简单实用的尼龙搭扣。 感知不同的结构 悉尼歌剧院 罗浮宫 感知不同的结构 摇 摇 板 摇摇板的结构设计要求能够承载儿童的重力，能摇晃但不倾覆，也不发生明显的变形，以保证安全。 摇摇板：结构简单、动感无穷。结构设计要要求能够承受儿童重力，能摇晃但不倾覆，保证儿童安全。 感知不同的结构 自然界结构 人类设计的结构 鸭蹼 脚蹼 象鼻 机械手臂 鱼鳔 潜水艇 边缘长细齿的野草 锯条 蚁丘 恒温建筑 蛋壳 各种蛋壳结构 萤火虫 人工冷光 蝙蝠 雷达 蜻蜓 直升飞机 大自然结构人类研究模仿 人们通过对自然界中结构的分析和研究，将其应用于技术领域，更好地为人类服务。 它们在受到外力的作用时，有没有发生明显的形变？ 想一想 结构必须要能承受其功能所需的外力 结构在外力的作用下能抵抗一定的变形 02 认识结构与力 认识结构与力 结构是指可承受一定应力的物体形态，结构可以抵抗能引起形状和大小改变的力。 一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这种组成部分通常称为构件。 结构 构件 从力学角度来说 一个设计合理的结构应该能够承受外界的各种作用力，抵御各种形变。 当一个结构受到外力作用时，内部各质点之间的相互作用会发生改变，产生一种抵制的力，称为内力。 认识结构与力 椅背 椅面 椅腿 横档 椅腿和椅背受压力、横档受拉力 椅子如何承受力？ 椅子是我们日常生活中经常使用的家具之一，当人坐在椅子上时（图1-10），椅面需要承受人的重力，椅腿承受椅子自身和人的重力，椅背要能够承受人体向后的压力，并保持结构基本不变。为了使椅子在力的作用下，不发生几何形状的过分改变，常用的方法是在椅腿之间增加横档，以保持其稳固。 由此可知，在椅子的设计中，其结构必须要能够承受其功能所对应的外力。在工程中，将组成各类结构的部件和零件称为构件，如椅面、椅背、椅腿和横档就是椅子的构件。 认识结构与力 物体的结构由其构建组成，构建在收到外力作用时有5种变形形式：拉伸变形、挤压变形、剪切变形、弯曲变形、扭曲变形。 请同学们取出一张纸，折叠成条状。将纸条看成是组成结构的构件。通过下面的实验，了解作用在构件上的5种不同种类的力。 认识结构与力 拉力：物体所承受的拉拽力。 压力：挤压物体的力。 扭曲力：反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力。 弯曲力：作用于物体，使它产生弯曲的力 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 认识结构与力 分类 图例 形变特点 常见实例 拉伸形变，构件被拉长截面变小 拉力 压力 弯曲力 剪切力 扭曲力 起吊重物的钢索 拔河的绳子 订书机 压路机 弓箭 钓鱼竿 剪纸 剪草坪 压缩形变，构件被压缩截面变大 横截面将沿外力作用方向发生错动 任意横截面发生相对转动 纵向平面内发生弯曲 拧螺丝刀 拧干衣服 结构的变形形式 知识运用 1、说出横杠和支柱分别受什么力？ 横杆受弯曲力 支柱受压力 ①弯曲力 ②受拉力 2、指出如图所示构件①和②的主要受力类型。 03 了解结构的分类 了解结构的分类 结构的分类多种多样，从形态方面考虑，通常可以将结构分成三种基本类型：实体结构、框架结构、壳体结构。 城墙：实体结构 建筑：框架结构 汽车：壳体结构 了解结构的分类 一、实体结构 通常是指结构体本身是实心的结构。 如墙壁、柱子、实心球等等。 特点：材料充满结构的空间。能承受较大的压力，而承受拉力的能力相对较差。 砖头、 泥墙、 大坝、 桥墩…… 了解结构的分类 二、框架结构 通常是指结构体本身由细长的构件组成，支撑空间却不充满空间。如窗户、画框、房子的架构等等。 特点：利用条状物链接而成，用较少的材料得到较大的空间，能承受拉力和压力。 结构体由细长的构件组成，特点是支撑空间而不充满空间 A字梯、鸟巢、输电塔…… 了解结构的分类 二、框架结构 通常是指结构体本身由细长的构件组成，支撑空间却不充满空间。如窗户、画框、房子的架构等等。 埃菲尔铁塔、建筑用脚手架、建筑框架 了解结构的分类 三、壳体结构 壳形结构通常是指层状的结构。如头盔、汽车飞机的外壳等等。 特点：壳体的形状是“拱起”状，当顶部受到压力时，能将力沿着壳型方向传递扩散。 灯泡 了解结构的分类 三、壳体结构 壳形结构通常是指层状的结构。如头盔、汽车飞机的外壳等等。 灯泡、帐篷、国家大剧院 了解结构的分类 实体结构利用自身来承受荷载，主要承受压力。 框架结构通过条状物的连接来承受荷载，既可以承受压力，也可以承受拉力。 壳体结构通过壳形来传递力，特别当壳体顶部受到压力时，它能将力均匀扩散。 了解结构的分类 组合形式 很多物体的结构都是由两种及两种以上的基本结构类型组合而成的。 上部框架结构，桥墩实体结构。 结构的类型 　【马上行动】 物体结构 实体结构 框架结构 壳体结构 组合结构 受力特点 栅栏         圆形陶瓷装饰品           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            √ 支撑空间却不充满 空间 √ 结构体的表面  √  外力分布在整个 体积中 √ 结构体的表面 结构体的表面  √  √ 支撑空间却不充 满空间  √ 结构体的表面 √ 结构体的表面 √ 支撑部分空间， 分布在部分体积中 04 本章小结 课堂小结 04 课堂练习 1、什么是结构？ 指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。从力学的角度来说，结构是指 可承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力 2、结构的五种基本受力形式 主要分为受拉、受压、受剪切、受弯曲、受扭 转这五种基本形式 3、结构的分类 三种基本结构：框架结构、实体结构、壳体结构。 课堂小结 课堂练习 1、下列哪个物品的结构是受自然界事物的启发而产生的？（ ） A、钢笔 B、潜艇 C、课桌 D、黑板 2、下列选项中，属于框架结构的是（ ）。 A、房屋的墙体 B、教室的门窗 C、化工厂的储油罐 D、煮饭用的高压锅 3、如图所示的物品中，不属于壳体结构的是（ ） A、安全帽 B、电饭煲 C、阳台护栏 D、天文台穹顶 B B C 【答案】： 【解析】： 课堂练习 4、下列结构中属于壳体结构的是（ ） A、电扇外罩 B、灯罩 C、文化墙 D、雷达天线 5、如图所示为竹、木混合材料的躺椅，其结构的主要类型是（ ）。 A、实体结构 B、壳体结构 C、框架结构 D、其他结构 6、下列物品中属于实心结构的是（ ）。 A、摩托车头盔 B、水库大坝 C、输电铁塔 D、国家体育场“鸟巢” B C B 【答案】： 【解析】： 课堂练习 7、结构的构件受力多种多样，基本的受力形式有（ ） ①受重力 ②受拉、受压 ③受剪切、受扭转 ④ 受弯曲 A、①②④ B、①③④ C、①②③ D、②③④ 8、水泥梁在受力后会发生形变，如图所示，此时它的上、下表面（沿表面）的受力（ ） A、上表面受到压力，下表面受到压力 B、上表面受到压力，下表面受到拉力 C、上表面受到拉力，下表面受到压力 D、上表面受到拉力，下表面受到拉力 D B 【答案】： 【解析】： 课堂练习 9、体操运动员在单杠上做大回环动作时，会使杠体产生的变形是（ ） A、拉伸 B、弯曲 C、压缩 D、断裂 10、固定空调室外机铁架的镙钉的受力形式为（ ） A、受重力 B、受扭转 C、受剪切 D、受弯曲 11、自行车车体结构一般为框架结构。从力学角度考虑，其主要原因是（ ） A、框架结构制作较方便 B、框架结构的自行车放置稳定 C、框架结构节省用料、成本低廉 D、框架结构能承受较大的载荷 B B D 【答案】： 【解析】： 课堂练习 12、( 真 题)如图所示的框锯，转动绞片，把锯条绷紧即可使用。此时锯条主要承受的力是（ ） A. 压力 B. 拉力 C. 剪切力 D. 扭转力 B 【答案】： 【解析】： 课堂练习 13、大多数城市的下水管道截面是圆形的，从结构视角分析，其主要是因为 （ ） A.方便运输 B. 容易畅通 C. 节省材料 D. 地面压力可以沿外表面扩散 D 【答案】： 【解析】： 课堂练习 14、在下列操作过程中，主要的受力形式为既受压力又受扭转力的工具是 （ ） D 【答案】： 【解析】： 课堂练习 15、( 真 题)如图所示的连杆结构，轴A 旋转带动杆件B 做圆周运动，杆件C 上的E 点会沿着轨迹F运动。分析回答：构件受到外力时，会发生拉伸、压缩、弯曲、扭曲等变形。杆件B 在运动过程中主要发生什 么变形? 【答案】： 【解析】： Lavf58.28.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $