第三课时：结构、流程
复习目标：
1、了解结构、流程、系统的含义。
2、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；
3、理解流程优化的意义，能解释流程的改进与设备、材料等之间的关系，能概括某种简单生产流程优化过程中所应考虑的主要问题。
4、掌握系统的特性，知道系统优化的意义。
复习重点：
结构的类型
影响结构强度的因素
影响结构稳定的因素
系统的基本特性
【直击高考】（2009年高考34题）小华喜欢做家务，他发现传统长臂式晾衣架不方便撑起挂圆领衣物，于是尝试对衣架进行改造并制作出木制可变形衣架（右图）。改造后他发现衣架出现了结构不稳定的问题。为此他设计了4种改进方案，其中最稳定的是( )
A B C D
2、（2009年高考42题）2009年4月25日，第十九届全国书交易博览会在山东举行。开幕式上由10部巨型“书”拼接而成的背景墙给人留下了深刻印象。
图1“书籍组合的背景墙” 图2变形后的独立“书籍”
（1）这些书籍造型最宜采用__________（①框架②壳体③实体或实心）结构（填序号）
（2）图3为背景墙中相邻两书的俯视图，书的重心在书顶部平面的投影为O点，书脊呈以R为半径的弧形。若书籍都能绕通过O点的垂直轴水平旋转，且背景墙侧和前后留有足够空间，那么要使背景墙（图1）变形为独立书籍（图2），则背景墙中10部书的旋转次序是( )
A．从左到右依次旋转 B．从右到左依次旋转
C．由中部向两侧依次旋转 C．不分先后同步旋转
3、（2009年高考题27）成语和俗语是千百年来人们生活智慧的结晶,其中不少蕴含着有关技术与设计的道理．下列与设计过程中的“结构”“流程”“系统”和“控制”依次对应的是( )
①见风使舵 ②铜墙铁壁 ③磨刀不误砍柴工 ④牵一发而动全身
A．②③①④ B．②③④① C．③②①④ D．③②④①
（2010年高考题49）结构的形状会影响其强度和稳定性。下列水库坝体结构抵抗水作用最强的是
A B C D
（2011高考23）.山西悬空寺始建于北魏时期，是一处木质框架结构古建筑，紧贴崖壁，半悬空中。下列说法正确的是
①北魏时期佛教已传入我国
②该建筑架构简单，稳定性差
③木柱和横梁之间的连接方式主要为钉连接
④插进岩石内的横木飞梁和木柱起主要支撑作用
A①② B①④ C②③ D③④
【学习过程】
一、自主学习
1、结构是指事物的各组成部分之间的有序搭配和排列。其本质是为了 和 ，物体的结构是由物体的 和 决定的，物体的结构又决定了物体的 和 。
2、常见的结构类型有： 、 、 。在日常生活中我们常见的结构大部分都是 结构。
实体结构的特征： 。受力特点 。举例：
框架结构的特征： 。受力特点 。举例：
壳体结构的特征： 。受力特点 。举例：
3、观察梁的受力变形示意图，荷载作用传到梁上，梁的上部受 ，下部受 。梁所受的力被传递到其支撑点上（如立柱、墙）。要使梁不产生明显弯曲，最简单的方法是 。
4运动员在杠体上做各种动作时，使杠体产生弯曲变形。杠体弯曲变形的方向是
5、荷载分为 和 。恒载属于不随时间变化而变化的 荷载；活载包括 、 等，属于随情况变化而变化的可变化荷载。
6、在跨度较大的情况下，建筑物多采用 结构。这样的结构对承受荷载有利，又美观。
7、内力与应力：①外力使构件发生形变的同时，构件内部分子之间随之产生的一种抵抗变形的抵抗力，称为 。它用来抵抗 ，并力图 。
②作用在单位面积上的内办，称为 。应力可用公式： 。
8、在材质相同、拉力相同的情况下，粗绳和细绳相比，粗绳的 大，即承受的应力 。应力小了， 就小， 能力大。
9、影响结构强度的因素： 、 、 。
① 连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，但可以相对转动，具体有松螺栓、松铆等，如折叠伞伞骨间的连接、门与门框的连接。
② 连接：被连接的构件在连接处既不能相对移动，也不能相对转动，具体有榫接、胶接、焊接等，如固定铁床架的连接、不可移动的桌腿与桌面的连接等。
10、影响结构稳定性的主要因素： 、 、 。
物体在静止状态与运动状态下的稳定性条件是不同的，如静止的自行车和运动的自行车。
影响结构稳定性的因素是相互关联的，需要综合考虑各种因素来讨论结构的稳定性。
11、增加结构稳定性方法：①常见方法：增大 ；降低 ；利用 框架及其组合结构。
②减少
12、流程优化的目的： 、进一步降低成本、降低劳动强度、 、减少环境污染，保证安全等。
13、流程优化的内容有：工期优化、 、成本优化、 、质量优化等。在进行优化的同时，要综合平衡各种因素，以取得整体优化的成效。
二、合作探究
1、图1中的大树经历数百年风雨，依然根深叶茂，原因是其结构的________较好；突然有一天，小明在树下发现一根折断的大树枝，原来折断面处被蛀虫钻出一个洞，导致树枝被风吹段，这是蛀洞破坏了结构的___________；为了充分利用这块木头，小明决定做一个马扎(图2)，为使它更加坚固耐用，在图2所示连接处选用的最好的连接方式是______________。
图1 图2
2、用全自动洗衣机洗衣服要1小时，用电饭锅煮饭要30分钟，烧菜需要40分钟，吃饭需要20分钟，看报纸需要10分钟，如果每项工作依次做，需要2小时40分钟，而换一种流程，把洗衣、煮饭与烧菜这三项工作交替进行，就可以收到事半功倍的效果。如果是你，怎样安排？请画出科学合理的流程图。
3、分析下表中的现象，分别体现了系统的什么特性？
现象
特性
一个和尚挑水吃，两个和尚抬水吃，三个和尚没水吃
春捂秋冻
合金钢材料中，碳含量的高低影响着钢的强度、硬度和韧性，从而影响钢的耐磨性。
一着不慎，全盘皆输
人们将发条、游丝、齿轮、表壳等零部件组装成钟表。
家用电冰箱不紧贴着墙放置，而是与墙保持一定的间距。
三个小皮匠顶个诸葛亮
三、课堂练习
1、小刚设计了一盏如右图所示的家用调光落地灯，在使用过程中，发现容易倾倒。同学们对该落地灯的设主直提出了许多建议，下列建议不合理的是（ ）
A．灯罩尽量采用轻质的材料
B．增辐支撑杆的长细比
C．增大底座重量
D．要考虑增大底座的尺寸
2、在简易相框的设计与制作过程中，下列说法不正确的是（ ）
A．简易相框的设计与制作需要考虑造型、材料、稳定性和强度等方面
B．用木条做相框时，木条之间的连接可以采用普通文具胶水连接
C．支架的设计需要考虑支架的支撑形式、支架构件截面形状及连接等
D．根据不同的设计方案，相框与支架间可以采用铰连接或固定连接
3、任何一项生产或生活活动都有一定的时序。时序体现了具体活动内容的先后关系，在这种关系中，有些步骤之间的时序是不可颠倒的。下面是邮寄包裹的工作流程，哪一个是正确的流程（ ）
A．包袋密封好；收好回执；交寄；购买标准包装箱；取邮寄包裹单；填写邮寄包裹单
B．收好回执；交寄；填写邮寄包裹单；购买标准包装箱；包袋密封好；取邮寄包裹单
C．取邮寄包裹单；购买标准包装箱；包袋密封好；填写邮寄包裹单；交寄；收好回执
D．包袋密封好；购买标准包装箱；取邮寄包裹单；收好回执；填写邮寄包裹单；交寄
4、原先，人们到银行或储蓄所存取款需要人工填单、记账等工作，自从引入计算机管理系统后，大大提高了工作效率，请问，这种流程优化属于（ ）
A.工期优化 B.技术优化 C.成本优化 D.质量优化
5、下面事例所体现的系统特性依次是（ ）
①人们往往希望汽车跑得又快又省油，但车速过快会格外耗油，有个折衷的最适当的速度叫经济速度，最省油 ②舍不得孩子套不住狼 ③人类的进化 ④病人从住院到出院这段时间内，医生常常会开不同的药方 ⑤俗话说：“一动百动”。
A．目的性、整体性、相关性、环境适应性、动态性
B．目的性、整体性、环境适应性、动态性、相关性
C．整体性、目的性、环境适应性、相关性、动态性
D．目的性、整体性、相关性、动态性、环境适应性
课件23张PPT。通用技术专题（三）结构、流程 复习目标：
1、了解结构、流程、系统的含义。
2、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；
3、理解流程优化的意义，能解释流程的改进与设备、材料等之间的关系，能概括某种简单生产流程优化过程中所应考虑的主要问题。
4、掌握系统的特性，知道系统优化的意义。复习重点：
结构的类型
影响结构强度的因素
影响结构稳定的因素
系统的基本特性（2009年高考34题）小华喜欢做家务，他发现传统长臂式晾衣架不方便撑起挂圆领衣物，于是尝试对衣架进行改造并制作出木制可变形衣架（右图）。改造后他发现衣架出现了结构不稳定的问题。为此他设计了4种改进方案，其中最稳定的是( ) 本题考查的是影响结构稳定性的因素：材料和形状，在这里很明显是说明三角形稳定性在木制可变形衣架中的应用，光有三角形还是不行，还需要考虑材料在稳定性中的作用。 C直 击 高 考A B C D直 击 高 考（2009年高考42题）2009年4月25日，第十九届全国书交易博览会在山东举行。开幕式上由10部巨型“书”拼接而成的背景墙给人留下了深刻印象。 图1“书籍组合的背景墙” 图2变形后的独立“书籍”
（1）这些书籍造型最宜采用__________（①框架②壳体③实体或实心）结构（填序号）1选择框架结构，利用空心管件组成，节省材料，重量轻，便于移动和旋转（2）图3为背景墙中相邻两书的俯视图，书的重心在书顶部平面的投影为O点，书脊呈以R为半径的弧形。若书籍都能绕通过O点的垂直轴水平旋转，且背景墙侧和前后留有足够空间，那么要使背景墙（图1）变形为独立书籍（图2），则背景墙中10部书的旋转次序是( )
A．从左到右依次旋转 B．从右到左依次旋转
C．由中部向两侧依次旋转 C．不分先后同步旋转必须从右侧书籍开始旋转才能保证有足够的空间让下一册书进行旋转B直 击 高 考（2009年高考题27）成语和俗语是千百年来人们生活智慧的结晶,其中不少蕴含着有关技术与设计的道理．下列与设计过程中的“结构”“流程”“系统”和“控制”依次对应的是( )
①见风使舵 ②铜墙铁壁 ③磨刀不误砍柴工 ④牵一发而动全身
A．②③①④ B．②③④①
C．③②①④ D．③②④①本题考查对“结构”、“流程”、“系统”、“控制”四个部分的认识和理解。 B直 击 高 考本题考查了影响结构强度和稳定性的因素。支撑面积越大越稳定，相同材料的构件截面积越大，强度越大。
C直 击 高 考（2010年高考题49）结构的形状会影响其强度和稳定性。下列水库坝体结构抵抗水作用最强的是（ ） A B C D（2011高考23）.山西悬空寺始建于北魏时期，是一处木质框架结构古建筑，紧贴崖壁，半悬空中。下列说法正确的是
①北魏时期佛教已传入我国
②该建筑架构简单，稳定性差
③木柱和横梁之间的连接方式主要为钉连接
④插进岩石内的横木飞梁和木柱起主要支撑作用
A①② B①④ C②③ D③④全寺为木质框架式结构（木柱和横梁之间的连接方式主要为榫卯连接），依照力学原理，半插横梁为基，巧借岩石暗托，梁柱上下一体，廊栏左右紧联，曲折出奇，虚实相生。 B直 击 高 考物体的各个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。
从力学角度说：结构是为了承受力和抵抗变形
1.实体结构：结构体本身是实心的 ，特点是能够承受比较大的力。城墙 长城 三峡大坝结构的涵义2.框架结构：主要有细长的杆件组成，特点是承受水平或垂直的力（荷载）自行车 桌椅 埃菲尔铁塔3.壳体结构：是指层状的结构,能够巧妙地将外力分散到整个表面 。鸡蛋 果实（核桃） 头盔观察梁的受力变形示意图，荷载作用传到梁上，梁的上部受压力，下部受张力。梁所受的力被传递到其支撑点上（如立柱、墙）。要使梁不产生明显弯曲，最简单的方法是在梁的下面增加支撑点。把单杠看成结构，构件有：杠体、立柱、拉杆。小球对固定点的作用力的方向，从固定点指向小球球心所处的瞬间位置。单摆实验示意图运动员在杠体上转动，其侧视图与单摆类似：杠体相当于固定点，人相当于小球。
所以，任意时刻，人对杠体的作用力方向都是指向人重心所处的瞬间位置。荷载分为恒载和活载。恒载属于不随时间变化而变化的永久性荷载；活载包括雪载、风载等，属于随情况变化而变化的可变化荷载。
在跨度较大的情况下，建筑物多采用拱结构。这样的结构对承受荷载有利，又美观。 内力与应力：
①外力使构件发生形变的同时，构件内部分子之间随之产生的一种抵抗变形的抵抗力，称为内力 。它是用来抵抗外力与变形，并力图使变形部分复原的力。
②作用在单位面积上的内力，称为应力。应力可用公式：σ ＝NS在材质相同、拉力相同的情况下，粗绳和细绳相比，粗绳的受力面积大，即承受的应力小。应力小了，变形就小，抗变形能力就大。 结构的强度、稳定性影响结构强度因素
1.材料：纸杯与钢杯
2.形状：正方形与三角形
3.材料的连接方式：铰连接（门与门框）
刚连接 （焊接、榫卯连接）影响结构稳定因素
1、形状：三角架
2、底面积
3、重心的位置重心越低越稳定连接处只能相对转动不能相对移动连接处既不能相对转动也不能相对移动
增加结构稳定性方法：①常见方法：增大底面积；降低重心位置；利用三角形框架及其组合结构。
②减少长细比
简单结构的设计时应考虑的主要因素：符合设计对象的稳定性，强度，安全性，美观性，
个性化，使用寿命，成本等 经典结构的欣赏：主要从技术角度和文化角度进行。流程的关键属性环节：把完成某个具体目标或某个活动过程的若干阶段或小的过程称为环节。
时序：环节的先后顺序称为时序，时序体现了具体活动内容的先后关系。
思考：时序能否颠倒？
流程优化的目的：提高工作效益、进一步降低成本、降低劳动强度、提高工作或产品质量 、减少环境污染，保证安全等。
流程优化的内容有：工期优化、工艺优化 、成本优化、技术优化 、质量优化等。在进行优化的同时，要综合平衡各种因素，以取得整体优化的成效。
