高中通用技术精品学案系列（必修2第一章《结构与设计》学案）VIP免费

第一章《结构与设计》学习材料学习目标①了解结构的含义，掌握常见结构的类型、受力特点、应用场合；②理解结构是为了承受力和抵抗变形的本质，能概括分析结构受力的方法，知道基本构件的特点，理解荷载与结构受力间的关系；③理解应力和强度的概念，知道应力和强度的关系，掌握影响结构强度的因素，理解稳定和结构稳定的概念，掌握影响结构稳定的因素；④掌握结构设计的基本思路，学会简单结构的设计；⑤在掌握典型结构与设计的基础上，了解典型结构设计的欣赏与评价；⑥了解典型结构，能从科学、艺术、环境、民俗角度加以欣赏，从而提高鉴赏能力，培养科学的审美观。学习内容一、初识结构：⒈结构的含义结构是指事物内部的组成、排列及其相互之间的关系。在技术领域，结构是指物体的各组成部分之间的搭配和排列，确定的搭配和排列决定了物体的性质和形态。结构的各组成部分，通常称为构件。例：人体结构，分子结构，阶级结构，文章的结构，汽车结构，桌子结构，地球结构等。结构的本质：物体会受到各种各样的力，结构是可承受一定力的架构形态，可用来抵抗引起形态和大小改变的力。简单地说，结构是为了承受力和抵抗变形，这便是结构的本质。⒉为什么要学习结构？系统的功能对其结构有着绝对的依赖性。所以有人说，结构不仅是事物存在的形式，更是事物特性的依据。在自然界，相同的物质，不同的结构，表现出不同特性的现象处处可见。⑴同样是的水，有液态、气态、固态。⑵同样是碳，但有最硬的固体金刚石和最软的固体石墨存在；⑶化学有机物结构不同性质不同（色素）；⑷同样的六个字“这个人表现好”“这个人好表现”，但因排列不同，就形成了一褒一贬；⑸用同样的材料，做出的结构不同的小板凳就会有不同的特性，有的稳，有的不稳；⑹各种材料组成结构可以使“死的”材料变成“活的”机器。如：发动机、电子计算机……结构不合理就会产生严重的后果，如桥断、屋塌……所以我们应学习结构，将来去创造结构。⒊什么是工程结构？工程结构是指能承受和传递外加载荷的承力系统，包括杆、板、壳等构件及其组合体。也就是说，工程结构可以是单个的构件，如：一根杆，一块板，一条绳，也可以是一个由不同构件组合起来的组合体。如：一座桥，一张桌子，一架飞机等，它们都可以叫做工程结构。技术课主要研究工程结构，简称结构。⒋几个重要概念⑴铰接：桁架全由三角形组成，接头全为旋转接头，称为铰接。⑵架构：物体的主体框架与构造形式。⑶构件：组成结构的各组成部分。可以是一个零件，也可以是多个零件的组合。二、常见结构的类型（从力学的架构与形态考虑）⒈实心结构⑴实心结构通常是指结构体本身是实心的结构。房屋的墙体、水库的大坝、古代的城墙等，都属于实心结构。⑵几何特征及受力：几何外形简单，通常有杆（柱）、板、体等之分。它的受力特点是能承受较大的力，外力分布在整个体积中。⒉框架结构⑴框架结构通常是指结构体由细长的构件组成的结构。教室的门窗常用木框架，蔬菜大棚的棚体、建筑用脚手架、输电铁塔等都是框架结构。⑵组成：由梁、柱、杆、管等组成，也有用板件组成的。这里的杆或板，可以是实心的，也可以是管材。⑶几何特征及受力：几何外形较为复杂，其特点是支撑空间而不充满空间，能承受垂直和水平荷载。依据功能和使用条件的不同，可以设置成不同框架的组合。⒊壳体结构⑴常见物品：饮水杯、文具盒、装甲车、油罐、鸡蛋、西瓜……⑵结构特征：壳体内空时，受力合理、形态稳定。壳的几何形状有折线式（方形、长方形、多边形）的、圆弧形的和拱形的等。⑶受力特点：壳受冲击力时，外力由弧面整体分担承受，抵抗变形。⒋组合结构⑴在日常生活中我们常见的结构大部分都是组合结构，如：大坝都是拱形和实心结构的组合体；圆顶大厦的顶部都是框架结构和壳体结构的组合（又叫球形空间桁架结构）。⑵结构的类型种种：缆索结构、桁架结构、空间桁架结构、球形空间桁架结构等。⑶组合结构的受力：复杂（这是大学结构力学将要学习的）。三、结构的受力㈠作用在结构上的载荷（力）工程结构承受的外力有各种各样，但以它们对结构的影响来说，主要有以下几种。⒈拉力：...