技术与设计(必修2)

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1、技术与设计2第一单元结构与设计人们每天都在与各种各样的结构打交道。游乐场里的游乐项目让人目不暇接，过山车、旋转飞轮、旋转木马等令孩子们流连忘返。观察这些游乐设施，你会惊叹它们结构设计的巧妙和坚固。认识结构，分析影响结构的稳定性和强度的主要因素，将使我们理性地观察和对待世间奇妙的结构现象，鸡蛋为什么能承受重压，比萨斜塔为什么斜而不倒------将使我们学会进行简单的结构设计。一、常见结构的认识学习目标了解结构的含义；从力学的角度理解结构的概念和一般分类；能结合1—2种简单的结构案例，分析结构是如何承受力的。1、无处不在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。世界上任何事物

2、都存在结构，结构多种多样且决定着事物存在的性质。85在自然界，蜂窝、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，人们将其成果应用到技术领域，更好地服务于人类。案例分析苍耳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。仔细观察苍耳子，它的表面布满了许多小剌，每根剌上都有细细的倒钩，碰到纤维类的衣物，便粘在上面。瑞士的乔尔吉。朵青斯经过8年的研究，根据苍耳子的结构，发明了尼龙搭扣用以代替纽扣、拉链、接缝剂等。鸟与飞机人类飞翔的梦想源于振翅高飞的鸟，飞机原型的产生源于对飞鸟形体结构的仿生。鸟

3、类能够自由飞翔，是因为它有适应飞行的自由流畅的外形和使身体更轻便的翅膀、骨质中空结构。观察飞机的结构，两侧的机翼就像飞鸟展开的一对翅膀，一些轻型材料的使用使机身更轻便，整个飞机的流线型仿佛飞鸟冲剌的形态。是飞鸟启发了人类，帮助人类实现了飞行的梦想。鹰眼与导弹跟踪系统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老鹰头侧面物体的像，中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

4、们正在研制“鹰眼”导弹系统。这种导弹系统能自动寻找、识别并跟踪攻击。马上行动生产生活中还有哪些产品的结构是受到自然界事物结构的启发而产生的？在技术领域，产品的结构更是丰富多彩。一把锤子、一辆汽车、一座桥、一幢房子都具有特定的结构。结构影响着它们的性质和功能，结构方面存在的一个小问题也许就会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的重要追求。阅读：魁北克大桥的坍塌魁北克大桥兴建于20世纪初期，它是由桥梁学家库帕设计的当时世界上同类大桥中最长的一座。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

5、震耳欲聋的巨响，大桥的整个金属结构垮了，19000t钢材和86名建桥工人落入水中，只有11人生还。85大桥坍塌的原因是设计师在没有对桥梁的关键部位做相应加固的情况下，擅自将原来的500m的桥长延长到了600m，造成了大桥南端制动臂上的压力索发生弯曲，从而导致整个上层结构的倾塌。为了记住这一教训，所有毕业于加拿大各大学的工程师都有一个铁指环，这些铁指环是由那座坍塌的魁北克大桥上的金属制成的（现在的指环由不锈钢制造）。它们时刻提醒人们，进行结构设计要具有高度的责任感。在社会领域，也普遍存在着结构现象。一篇文章的内容结构影响文章的表达与质量，一家企业的人员结构关乎企业的运行与效率。马上行动

6、：请举出给你印象较深的有关结构的事例自然界：、、、。技术领域：、、、。社会领域：、、、。2、结构与力从力学角度来说，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。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，这些组成部分通常称为构件。如自行车的车轮，它是由辐条、轮胎、车圈、气门等构件组成的。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，产生一种抵抗的力，称为内力。应力是构件的单位横截面上所产生的内力，当应力达到某一极限值时，结构就会遭到破坏。用公式表示应力为σ=F/S，其中，F是内力，S是受力面积

7、，σ是应力。生产生活中常见的结构都能抵抗来自外界的各种作用力和自身重力。例如，自行车承受人和所载物体的压力及自行车自身的重力；桥墩承受自身重力及负载的压力、大风的作用力等其他外力。马上行动指出下列结构可以抵抗来自外界哪些方面的作用力。建筑物的窗户：。餐桌：。硬纸包装箱：。85分析结构的受力情况时，首先要清楚组成结构的构件受到哪些力的作用；其次要清楚在这些力的作用下，构件能否安全、可靠地工作，也就是对构件进行承载能力分析。构件的受力形式多种多样，基本受力形式