【考纲标准】
考点 考试内容 考核要求 选考真题分布 考试属性
常见结构 的认识 结构的概念 a 2019年4月，4分；2018年4月，2分； 2017年11月，2分； 2017年4月，2分； 2016年10月，2分； 必考
结构的受力 b
稳固结构探析 结构的稳定性 b 2017年4月，2分；2015年10月，2分； 必考＋加试
影响结构稳定性的主要因素 c
影响结构强度的主要因素 c
结构与功能的关系 a
简单结构的设计 结构设计的主要因素 a 每年必考的设计题
简单结构的设计 c
经典结构的欣赏 结构的实用性 b 必考
典型结构设计的欣赏与评价 b
1.(2017·4月浙江省选考)小明尝试设计一款可折叠餐桌，从结构强度和稳定性的角度分析，下列设计方案中最合理的是( )
解析 本题主要考查结构的稳定性和强度，结合实例去分析。从结构体支撑面的角度考虑稳定性，AC更好；从结构体连接考虑强度，C优于A，故选C。
答案 C
2.(2017·4月浙江省选考)如图所示是一种手动冲压机，扳动手柄，通过连杆带动压杆运动，下列关于该冲压机的分析中，正确的是( )
A.压杆只能上下移动，不能转动，压杆与机座之间的连接属于刚连接
B.冲压时连杆受压
C.冲压机重心的垂线偏离支撑面中心，提高了冲压时的稳定性
D.手柄上施加力 F 时，压杆向上运动
解析 本题主要考查结构的受力分析。A选项错误，刚连接改成铰连接；B选项错误，受到的是拉力作用；D见题图，压杆向右运动。C选项正确。
答案 C
3.(2016·10月浙江省选考)如图所示为钢筋混凝土横梁的受力变形示意图。由于混凝土擅长抗压力，而钢筋擅长抗拉力，为了合理利用钢筋，下列对横梁的分析中正确的是( )
A.上部弯曲的程度比下部大，应在上部布置粗钢筋，下部布置细钢筋
B.上、下都受弯曲，应在上部和下部布置相同的钢筋
C.上部受压，下部受拉，应在上部布置细钢筋，下部布置粗钢筋
D.上部受拉，下部受压，应在上部布置粗钢筋，下部布置细钢筋
解析 混凝土承受的是抗压力，钢筋承受的是抗拉力。所以钢筋要在混凝土下部才可发挥作用。
答案 C
4.(2018·11月浙江省选考)如图所示是一种压紧机构。在力F的作用下，推杆1通过连杆1、摆杆、连杆2推动推杆2，将物体压紧。下列受力形式分析中正确的是( )
A.连杆1受弯曲、摆杆受拉、推杆2受压与受弯曲
B.连杆1受压、连杆2受压、推杆2受压与受弯曲
C.连杆1受压、摆杆受拉、推杆2受压
D.连杆1受压、连杆2受压、推杆2受压
答案 B
如图所示是一款平衡吊，吊臂为平行四边形机构，能在铅垂面内运动。请根据要求完成5～6题。
5.(2015·9月浙江省学考)在图示位置，构件1、构件2的主要受力形式是( )
A.构件1受拉，构件2受弯曲
B.构件1受拉，构件2受拉
C.构件1受弯曲，构件2受拉
D.构件1受弯曲，构件2受压
解析 由于重物的作用，构件1受到弯曲，对构件2挤压，故选D。
答案 D
6.(2015·9月浙江省学考)起吊时，配重的作用除了起平衡外，还可以( )
A.增加强度 B.减小载荷
C.降低重心 D.增加稳定性
解析 C选项容易错，一旦物体配重固定了，重心不变，所以应选D增加稳定性。
答案 D
7.(2015·9月浙江省学考)构件2、构件3与构件1之间的连接方式是( )
A.紧铆连接 B.铰连接
C.榫接 D.焊接
解析 它们之间需要相对运动(或转动)，故选用铰连接。
答案 B
8.(2015·10月浙江省调研)如图所示是一款木制衣帽架。为了提高其稳定性，下列措施中不合理的是( )
A.增大底座的支撑面积 B.缩小立柱的截面积
C.降低衣帽架的高度 D.缩短衣帽钩伸出的长度
解析 增加结构稳定性：增大支撑面积；降低重心位置；利用三角形框架及其组合结构。
答案 B
如图所示是一款钣金剪的结构示意图。请完成9～10题。
9.(2016·3月浙江省学考)在加力杆上施加力F时，以下构件的主要受力形式是( )
A.连杆受拉、加力杆受弯曲
B.连杆受压、加力杆受弯曲
C.连杆受拉、加力杆受压
D.连杆受压、加力杆受压
解析 技术学科中的力都是效果力，由于F的作用加力杆弯曲，从而拉动连杆加紧薄钢板。
答案 A
10.(2016·3月浙江省学考)图中的销轴可采用( )
A.铆钉 B.自攻螺钉
C.紧定螺钉 D.膨胀螺栓
解析 这里的连接是铰连接，所以A铆钉最合适。B木材常用，D与墙体结合常用到。
答案 A
11.(2018·4月浙江省学考)如图所示，施工人员转动卷扬机，卷扬机通过钢丝绳向上拉电线杆。图示状态，电线杆一端被拉起，力F作用在手柄上，摇臂与电线杆主要受力和变形的形式是( )
A.摇臂受压、受弯，电线杆受弯
B.摇臂受弯、受扭转，电线杆受拉
C.摇臂受压、受扭转，电线杆受拉
D.摇臂受弯、受扭转，电线杆受弯
解析 摇臂转动的过程中，受扭转和弯曲；电线杆在重力和钢丝绳的作用下受弯曲。
答案 D
12.(2019·4月浙江省选考)如图所示是一种结构对称的增力结构。在较小的推力F作用下，推杆通过连杆和摆杆带动顶杆运动，能克服较大的工作阻力P。下列受力形式分析中正确的是( )
A.连杆1受拉、摆杆1受拉、推杆受弯曲
B.连杆1受压、摆杆1受拉、推杆受压
C.连杆1受压、摆杆1受压、推杆受弯曲与受压
D.连杆1受压、摆杆1受压、推杆受压
解析 连杆3和摆杆1的夹角增大的过程中，连杆1和摆杆1受压；推杆也受压。故选D。
答案 D
13.(2019·4月浙江省选考)如图所示的木制售货亭，窗台板和三角架固定在墙板上，窗板向上翻转后用木棍支撑。下列关于该售货亭结构的分析中不正确的是( )
A.窗板与墙板之间的连接属于铰连接
B.窗台板与墙板之间的连接属于刚连接
C.木棍和三角架都是为了提高强度
D.售货亭下方中间的支撑脚主要是为了提高结构的强度
解析 木棍的作用是为了支撑窗板，起到稳定的作用；三脚架的作用是为了强度。故选C。
答案 C
一、常见结构的认识及欣赏
1.从力学角度来说，结构是指可以承受一定力的架构形态，可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
2.构件的基本受力形式主要有拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力(效果力)。
3.结构的基本类型：实体结构、框架结构和壳体结构。
4.赏析经典结构一般从技术和文化两个角度来进行。
【例1】 (2016·9绍兴联考)如图所示的手摇式晾衣架，通过顺时针摇动手柄升高晾衣架的高度。在顺时针摇动时，下列针对各部件的受力形式分析中正确的是( )
A.钢丝受压、转轴受扭转、直柄受剪切
B.钢丝受弯曲、转轴受扭转、直柄受压
C.钢丝受拉、转轴受扭转、直柄受弯曲
D.钢丝受拉、转轴受压、直柄受弯曲
解析 由于转轴受到直柄弯曲力的作用，使得转轴受扭转而做转动，拉动钢丝往里面卷达到升高晾衣架的目的。故选C。
答案 C
【例2】 如图所示为汽车机械传动装置———差速器。 在输入轴转动扭力下，轴顶端的齿轮把扭力传递给锥形齿轮，带动框架上的行星齿轮驱使太阳齿轮转动，从而输出轴驱动车轮前进。 框架局部(阴影部分)和输出轴(阴影部分)的主要受力形式是( )
A.框架局部受压、输出轴受拉
B.框架局部受拉、输出轴受扭转
C.框架局部受扭转、输出轴受剪切
D.框架局部受弯曲、输出轴受扭转
解析 框架受侧向的力，所以是受弯曲；输出轴旋转，所以是受扭转。 故选D。
答案 D
五种效果力：
(1)受拉与受压：由大小相等、方向相反、作用线与杆件轴线重合的一对力所引起。拉伸，是构件沿外力的作用方向伸长，截面变细。压缩，是构件沿外力的作用方向缩短，截面变粗。
(2)受剪切：由大小相等、方向相反、相互平行且非常靠近的一对力所引起，表现为构件的相邻两截面沿外力的作用方向产生错位。如连接件中的螺栓受力后的变形。
(3)受扭转：由大小相等、转向相反、作用面都垂直于杆轴的一对力偶所引起，表现为杆件的任意两个横截面发生绕轴线的相对转动。
(4)受弯曲：由垂直于杆件轴线的横向力，或由作用于包含杆轴的纵向平面内的一对大小相等、方向相反的力偶所引起的，表现为杆件轴线由直线变为受力平面内的曲线。
在结构中，载荷(即外力)、变形的关系是：载荷使结构变形，变形产生内力，载荷是“因”，变形和内力是“果”。没有外载荷，结构就不会有变形，因而也就不会有因变形而产生的附加内力。
二、稳固结构探析及设计
1.影响结构稳定性的因素：重心位置的高低、支撑面的大小、结构的形状。
对于一个静止结构，若结构体的重心位置落在结构体底面范围之内，则为稳定结构；反之，不稳定。
2.影响结构强度的因素：结构的材料、结构的形状及构件间的连接方式。
3.应力：单位横截面积上所产生的内力，达到最大值(容许应力)后，被破坏。
4.结构与功能：局部结构的变化可能会导致功能发生改变。
5.结构的设计要考虑的主要因素：符合对设计对象的稳定性和强度的要求，安全等方面的技术规范，其它遵循设计的一般过程。
【例3】 (2016·3月浙江省学考)如图所示是一款千斤顶，其工作原理是：转动丝杆，改变支撑杆间的角度实现升降。下列关于千斤顶结构的说法中，错误的是( )
A.支撑杆用钢板制作成“U型”，既保证强度又减轻质量
B.通过丝杆的转动实现千斤顶的升降
C.蝶型底座，既适用于不同地面，又有较大的支撑面积
D.支撑杆之间采用铰连接，主要是为了便于折叠收纳
解析 支撑杆之间采用铰连接，主要是为了能够升降。
答案 D
【例4】 如图所示为移动式升降机，以下操作中，不以提高稳定性为目的的是( )
A.工作台升高前，支撑脚伸展后放下
B.工作台升降时，两升降臂协同调整，保证重心落在支撑面内
C.移动时，两升降臂放下
D.移动时，支撑脚收起
解析 影响结构稳定性的因素主要有三方面，其中A项利用了增加支撑面的面积增加稳定性；B项利用重心的垂足在支撑面内增加稳定性；C项降低重心增加稳定性；D项减小了支撑面不利于稳定性。
答案 D
提高结构稳定性和强度的常见措施：
结构的性质 影响因素 实战
稳定性 重心 加重底座，外壳轻便
支撑面 支撑脚伸展、外张
形状 桁架结构，三角形
强度 材料 混凝土抗压性能好，钢筋抗拉性能好；
形状 整体：三角形、拱形等；截面：工字形、井字形等。
连接方式 铰连接；刚连接
考点1 常见结构的认识及欣赏
1.下图所示为某支架的试验方案，支架在同一垂直平面内对称放置。立柱和转臂的主要受力形式是( )
A.立柱受压、转臂受弯 B.立柱受压、转臂受扭转
C.立柱受扭转、转臂受弯 D.立柱受弯、转臂受压
解析 由于重物的压力作用，转臂被弯曲，导致立柱被压，故选A。
答案 A
2.(2016·8月温州模拟)如图所示为一款弯管器，在力F的作用下，扳手带动转盘，转盘牢牢拉住管子使其变形。扳手和管子的主要受力形式是( )
A.扳手和管子都受拉
B.扳手和管子都受弯曲
C.扳手受弯曲，管子受拉
D.管子受弯曲，扳手受拉
解析 本题的关键在于题目与图形的结合，扳手作用了力F，实际上发生了变形，在连接处靠弯曲力的作用给转盘施加力，管子主要受到转盘的弯曲力的作用，发生形变。
答案 B
3.刘老师为了方便木工操作中夹持木板进行凿挖，专门设计制作了用来夹紧木板的装置(如图所示)。 以下对该结构进行的分析中，合理的是( )
A.当手柄向下压时挤压头抬起
B.当手柄向下压时，手柄受压变形
C.四个连接点上的构件均为铰连接
D.挤压头将木板夹紧后，再用元宝螺母继续夹紧
解析 本题考查结构的受力。根据运动趋势，当手柄下压时，以连接点1为支点，连接点4上移，则挤压头压下，此时手柄受弯曲；元宝螺母主要起调节挤压头的作用，四个连接点均为铰连接。
答案 C
考点2 稳固结构探析及设计
4.设计如图所示的一款椅子，在确定结构尺寸时，要综合考虑各方面的因素，如人机关系、稳定性和强度等。以下尺寸的确定，主要从结构稳定性方面考虑的是( )
A.椅子的高度 B.椅脚的横截面大小
C.座面和靠背的大小 D.椅脚之间的距离
解析 椅子的高度不等同重心高低；B主要影响强度；C主要考虑人机关系。
答案 D
5.(2016·9月台州模拟)图甲为一高度可调的家用烫衣架，利用支架卡在图乙所示的调节块凹槽的不同位置来实现烫衣架的高度调节，调节块固定在烫衣板的背面。为了改善烫衣架的结构性能，以下措施合理的是( )
A.为了提高烫衣架稳定性，采用更坚硬的材料做支架
B.为了提高烫衣架强度，将支架直接固定在烫衣板的背面
C.为了提高烫衣架稳定性，采用不锈钢板做烫衣板
D.为了提高烫衣架强度，采用直径稍大一点的金属管做支架
解析 影响结构稳定性的因素有重心位置、支撑面、结构的形状；影响结构强度的因素是材料、形状、连接方式。A错误，属于强度范畴；B错误，局部连接的改变，对支架没什么影响，而且不方便；C错误，增大了上部的重量，变得更不稳定，对结构的强度也有负面影响；同样材料的金属管直径加大，强度增强，D正确。
答案 D
6.如图所示的双层搁物架，中间搁板可以在导轨中抽拉，拉出状态下放置物品时，搁板不会倾翻。搁板的截面为矩形，以下导轨截面结构中合理的是( )
解析 依据题干描述，“搁板的截面为矩形”依据透视图原理，只能选D。
答案 D
一、选择题
1.如图吊车中所示构件的主要受力形式，说法正确的是( )
A.构件1受拉、构件2受弯曲、构件3受压
B.构件1受压、构件2受弯曲、构件3受拉
C.构件1受拉、构件2受压、构件3受弯曲
D.构件1受弯曲、构件2受拉、构件3受压
解析 由于重物对构件1的拉力作用，构件2受到弯曲，构件3受到挤压。
答案 A
2.如图所示为“回回炮”的模型图。在图示状态下，下列对构件的受力分析正确的是( )
A.抛杆受压、活钩受弯曲、木杆1受弯曲
B.抛杆受弯曲、活钩受拉、木杆1受弯曲
C.抛杆受弯曲、活钩受压、木杆1受压
D.抛杆受压、活钩受压、木杆1受弯曲
答案 B
3.如图所示是一个简易的木制画板小支架，为了提高结构强度，下列措施中不合理的是( )
A.在侧面增加底部小横档
B.增加木杆的横截面积
C.支架材料改用金属管
D.增大杆1和杆2之间的夹角
解析 增大杆1和杆2之间的夹角，提高了结构的稳定性。
答案 D
4.如图所示的茶几是由一块木板分割的多个部件组装而成。以下措施中，不能提高茶几强度的是( )
A.增大四根脚的间距
B.增加每根脚的宽度
C.选用更厚更硬的木板
D.脚和面板之间的榫接处涂木工胶水
解析 增大四根脚的间距，提高了茶几的稳定性。不属于强度范畴。
答案 A
5.如图所示是一款由五合板制作、各部分可拆解的简易木笔筒，笔筒口做成了倾斜可以当作手机架搁放手机。在使用过程中，简易木笔筒有时会出现翻倒现象，为了提高其稳定性，下列措施中不合理的是( )
A.将底板材料改成铁板
B.加大两侧板的距离
C.在上斜口对角线处增加木料固定
D.加大前后竖直板的距离
解析 在上斜口对角线处增加木料固定，提高了结构的强度。故选C。
答案 C
6.(2016·8月温州模拟)微波炉支撑架由墙壁固定板和托架组成，微波炉支撑脚放在托架的槽中。当把微波炉搬走后，支撑座可向墙壁折叠，下列支撑座方案最合理的是( )
解析 结合题干分析得知，该托架主要承受压力，故选项中，排除A；题干中还要求要能向墙壁折叠，故D选项最合适。
答案 D
7.如图所示为罗马椅健身机。下列关于罗马椅健身机的分析中，合理的是( )
A.健身机与地面接触形成的接触面越大越稳定
B.健身过程中，构件一和构件二的主要受力形式分别是受弯曲和受压
C.健身机底座“Y形”设计主要是为了提高健身机的强度
D.构件一和构件二之间采用的连接方式是焊接，属于铰连接
解析 应该是支撑面越大越稳定；“Y形”设计主要是为了提高健身机的稳定性；构件一和构件二之间采用的连接方式是焊接，属于刚连接。
答案 B
8.如图所示为一款叉车，在驱动功率及其它零部件允许的情况下，为了提高它的承载能力，以下措施中不正确的是( )
A.加长货叉的长度
B.增加货叉的厚度
C.增加前后车轮轴的距离
D.增加叉车尾部平衡块的质量
解析 叉车承载能力应该体现在稳定性和强度；增加货叉的厚度，可提高强度；增加前后车轮的距离以及增加叉车尾部平衡块的质量能使叉车的稳定性提高，单单加长货叉的长度可能会导致叉车不稳定，达不到提高承载能力的作用。
答案 A
9.如图所示是某小型飞机起落架结构示意图，该起落架通过液压杆的上下运动带动轮架收拢与放下，各杆件间的连接均为铰连接。 以下分析中不正确的是( )
A.地面静止状态下轮架与液压杆的主要受力形式一样
B.地面静止状态下连杆1与连杆3的主要受力形式一样
C.飞行收拢状态下轮架与连杆2的主要受力形式一样
D.飞行收拢状态下连杆1和连杆3的主要受力形式一样
解析 选项A地面静止状态下，轮架3点受力，受弯曲；液压杆受压，所以二者受力形式不相同。故选A。
答案 A
10.如图所示是一种压紧结构。推杆的移动通过连杆带动摆杆摆动，可将物体压紧或松开。图示位置为摆杆与物体刚好接触，此时在力F作用下，下列分析正确的是( )
A.连杆受拉、物体被压紧 B.连杆受压、物体被压紧
C.连杆受拉、物体被松开 D.连杆受压、物体被松开
解析 连杆受力点有2个，是二联杆，在力的作用下受压，同时物体被压紧。
答案 B
11.如图所示为悬吊式抓取机构，当施加拉力F，工件被夹紧后，构件1与构件2的主要受力和变形形式是( )
A.构件1受拉，构件2受扭转
B.构件1受弯曲，构件2受弯曲
C.构件1受弯曲，构件2受拉
D.构件1受拉，构件2受拉
解析 构件1、构件2均有三个连接点且力的方向不在一条直线上，受弯曲；故受弯曲。
答案 B
12.(2016·9月嘉兴联考)如图所示的框锯，安装好锯条后，转动元宝螺帽，调紧钢丝，从而绷紧锯条。框锯中锯条、锯柄和锯梁的主要受力形式是( )
A.锯条受拉、锯柄受弯曲、锯梁受压
B.锯条受压、锯柄受拉、锯梁受弯曲
C.锯条受拉、锯柄受拉、锯梁受压
D.锯条受压、锯柄受弯曲、锯梁受拉
答案 A
13.钢筋混凝土梁中混凝土主要是起着抗压的作用，而钢筋主要是起抗拉的作用，如下图，楼板和阳台的加固钢筋位置都安装正确的是( )
解析 从结构体受力和传递力的角度分析，楼板底部受拉力大，阳台上部受拉力大，A选项加固钢筋结构更合理。
答案 A
14.如图，握住伞柄向上推伞时，以下对木制伞骨构件主要的受力分析正确的是( )
A.销钉受压，伞柄受压，伞骨1受弯曲，伞骨2受扭转
B.销钉受剪切，伞柄受拉，伞骨1受弯曲，伞骨2受压
C.销钉受剪切，伞柄受拉，伞骨1受弯曲，伞骨2受扭转
D.销钉受压，伞柄受弯曲，伞骨1受压，伞骨2受弯曲
解析 由于力F的作用，使伞骨2下端受向上的力，同时伞骨2的上端受向下的力，故受压；伞骨1由伞骨2撑在中间，故受弯曲；销钉受剪切。
答案 B
15.如图所示为一款壁灯。当杆1与杆2成90°时，杆1与杆2的主要受力形式是( )
A.杆1受弯曲，杆2受弯曲、受扭转
B.杆1受压，杆2受压、受拉
C.杆1受压，杆2受压、受扭转
D.杆1受弯曲，杆2受弯曲、受拉
解析 由于台灯的重力作用，故杆1要产生弯曲力与之相抵抗；杆2同样接受到杆1末端传递过来的压力，也要产生弯曲力与之相抵抗，同时由于另外一段固定在墙壁上，所以还会受到扭转力的作用。
答案 A
16.如图所示是一种摇臂钻床，电机转动带动丝杠旋转能使摇臂升降。摇臂高度在降低过程中，丝杠和摇臂的主要受力形式是( )
A.丝杠受扭转、受压，摇臂受弯曲
B.丝杠受扭转、受拉，摇臂受弯曲
C.丝杠受弯曲、受拉，摇臂受弯曲
D.丝杠受扭转、受拉，摇臂受扭转
解析 丝杠旋转的过程中受扭转，同时摇臂对丝杆有个向下的拉力作用，丝杠受弯曲、受拉；摇臂在右侧的压力作用下，受弯曲。故选B。
答案 B
17.如图所示是一款机械手，转动轴转动，带动齿轮转动，连杆随齿轮一起转动，两夹持臂收拢。机械手夹持物体时，各构件主要受力形式是( )
A.夹持臂受弯曲，销轴受弯曲，连杆受拉
B.夹持臂受压，销轴受弯曲，连杆受拉
C.夹持臂受压，销轴受剪切，连杆受弯曲
D.夹持臂受弯曲，销轴受剪切，连杆受弯曲
解析 夹持臂夹持物体时受弯曲，销轴受剪切，连杆在齿轮的作用下受弯曲。
答案 D
18.(2017·1月温州十校高三上期末)如图所示的垃圾桶，当用脚踩下打开桶盖时，各构件受力变形分析正确的是( )
A.连杆主要受压，踏杆主要受弯曲，弹簧主要受压
B.连杆主要受拉，踏杆主要受弯曲，弹簧主要受压
C.连杆主要受压，踏杆主要受弯曲，弹簧主要受扭转
D.连杆主要受压，踏杆主要受压，弹簧主要受压
解析 由于踏板的作用，踏杆受到铰点和弹簧的弯曲力作用，向上运动，从而拉动连杆，连杆向下运动，弹簧主要是被压。
答案 A
19.如图所示为榨汁机的结构模型，通过连杆结构能使冲压头下压，将水果挤压成水果汁。当压杆受到力F作用时，下列关于该结构模型的各构件受力分析中，说法正确的是( )
A.杆1受拉，杆2受拉，压杆受弯曲，冲压头受压
B.杆1受压，杆2受弯曲，压杆受弯曲，冲压头受扭转
C.杆1受弯曲，杆2受拉，压杆受拉，冲压头受压
D.杆1受拉，杆2受弯曲，压杆受弯曲，冲压头受压
解析 杆1是二联杆，受拉；压杆在力的作用下，受弯曲；杆2受弯曲；冲压头受压；故选D。
答案 D
二、非选择题
20.如图所示是一个多媒体教室专用的音响，音响的尺寸长、宽、高为460*180*265(mm)，后面板上四个螺纹孔的直径为5 mm。小林想把该音响安装在多媒体教室墙角的不锈钢水管上，水管的外径为90 mm。请你设计音响与不锈钢水管之间的连接件(连接件与音响后面四个螺纹孔连接)。设计要求如下：
A.连接件安装好后，通过调节连接件，牛奶箱可以沿着水管方向高度连续调节，调节方便；
B.连接件与水管、音响连接可靠，且音响可向上、向下、向左、向右四个方向翻，在0到45度任意角度可靠固定，操作方便；
C.水管上不许钻孔和开腰型孔；
D.连接件主要材料采用4 mm厚的钢板制作，辅助材料自选。
请根据以上描述和设计要求完成以下任务：
(1)制定连接件设计方案前，需要明确设计的限制因素，以下不属于设计的限制因素有________(在①水管的直径；②制作水管的材料；③音响的形状；④设计者的技术能力；⑤音响的重量；⑥音响后面四个螺纹孔的直径中选择正确的选项，将序号填入________内)；
(2)画出连接件的设计草图，必要时可用文字说明；
(3)在设计草图上标注连接件结构的主要尺寸；
(4)将制作好的连接件固定在音响后面板上，最适合的标准件是________(在①膨胀螺栓；②自攻螺钉；③平头螺丝中选择一项，将序号填入________内)。
答案 (1)②
(2)(3)
(4)③
21.如图所示是近年比较流行的多肉植物和它的种植花盆，为了美化教室，小通想设计制作小搁盆架安装到教室后面的墙壁上，用于放置这些花盆。请你帮助小通设计该搁盆架。设计要求如下：
A.搁盆架安装到教室墙壁上后，需要牢固；
B.一只搁盆架只放一盆多肉植物，并且取放方便；
C.花盆放入搁盆架后，被触碰不易掉落；
D.搁盆架的材料为5 mm厚的透明亚克力板(亚克力板材可以被激光雕刻机切割成各种形状，而且受热后可以被弯折、冷却定型)。
请根据描述和设计要求完成以下任务：
(1)画出搁盆架的设计草图，必要时可用文字说明；
(2)在设计草图上标注搁盆架结构的主要尺寸；
(3)小通找到了几种类型的连接件，其中最适合用于将搁盆架安装到墙壁上的是________(只需要在以下连接件中选择一种，将序号填写在“________”处)；
(4)搁盆架安装到墙上后，为了检验其是否达到设计要求，小通进行了以下试验，其中合理的试验有________(指出所有合理的项目，将序号填写在“________”处)。
①用手向墙外拉搁盆架，观察搁盆架是否会脱落；
②将一盆多肉植物放入搁盆架再取出，观察花盆是否放取方便；
③将一盆多肉植物放入搁盆架后，请同学用力碰撞它们，观察花盆是否会掉落；
④将一盆多肉植物放入搁盆架后，观察搁盆架的变形情况。
答案 (1)
(2)
(3)② (4)①②④
(共17张PPT)
【考纲标准】
考点 考试内容 考核要求 选考真题分布 考试属性
常见结构的认识 结构的概念 a 2019年4月，4分；
2018年4月，2分；
2017年11月，2分；
2017年4月，2分；
2016年10月，2分； 必考
结构的受力 b
稳固结构探析 结构的稳定性 b 2017年4月，2分；
2015年10月，2分； 必考＋加试
影响结构稳定性的主要因素 c
影响结构强度的主要因素 c
结构与功能的关系 a
简单结构的设计 结构设计的主要因素 a 每年必考的设计题
简单结构的设计 c
经典结构的欣赏 结构的实用性 b ? 必考
典型结构设计的欣赏与评价 b
一、常见结构的认识及欣赏
1.从力学角度来说，结构是指可以承受一定力的架构形态，可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
2.构件的基本受力形式主要有拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力(效果力)。
3.结构的基本类型：实体结构、框架结构和壳体结构。
4.赏析经典结构一般从技术和文化两个角度来进行。
【例1】 (2016·9绍兴联考)如图所示的手摇式晾衣架，通过顺时针摇动手柄升高晾衣架的高度。在顺时针摇动时，下列针对各部件的受力形式分析中正确的是( )
A.钢丝受压、转轴受扭转、直柄受剪切
B.钢丝受弯曲、转轴受扭转、直柄受压
C.钢丝受拉、转轴受扭转、直柄受弯曲
D.钢丝受拉、转轴受压、直柄受弯曲
解析 由于转轴受到直柄弯曲力的作用，使得转轴受扭转而做转动，拉动钢丝往里面卷达到升高晾衣架的目的。故选C。
答案 C
【例2】 如图所示为汽车机械传动装置———差速器。 在输入轴转动扭力下，轴顶端的齿轮把扭力传递给锥形齿轮，带动框架上的行星齿轮驱使太阳齿轮转动，从而输出轴驱动车轮前进。 框架局部(阴影部分)和输出轴(阴影部分)的主要受力形式是( )
A.框架局部受压、输出轴受拉
B.框架局部受拉、输出轴受扭转
C.框架局部受扭转、输出轴受剪切
D.框架局部受弯曲、输出轴受扭转
解析 框架受侧向的力，所以是受弯曲；输出轴旋转，所以是受扭转。 故选D。
答案 D
五种效果力：
(1)受拉与受压：由大小相等、方向相反、作用线与杆件轴线重合的一对力所引起。拉伸，是构件沿外力的作用方向伸长，截面变细。压缩，是构件沿外力的作用方向缩短，截面变粗。
(2)受剪切：由大小相等、方向相反、相互平行且非常靠近的一对力所引起，表现为构件的相邻两截面沿外力的作用方向产生错位。如连接件中的螺栓受力后的变形。
(3)受扭转：由大小相等、转向相反、作用面都垂直于杆轴的一对力偶所引起，表现为杆件的任意两个横截面发生绕轴线的相对转动。
(4)受弯曲：由垂直于杆件轴线的横向力，或由作用于包含杆轴的纵向平面内的一对大小相等、方向相反的力偶所引起的，表现为杆件轴线由直线变为受力平面内的曲线。
在结构中，载荷(即外力)、变形的关系是：载荷使结构变形，变形产生内力，载荷是“因”，变形和内力是“果”。没有外载荷，结构就不会有变形，因而也就不会有因变形而产生的附加内力。
二、稳固结构探析及设计
1.影响结构稳定性的因素：重心位置的高低、支撑面的大小、结构的形状。
对于一个静止结构，若结构体的重心位置落在结构体底面范围之内，则为稳定结构；反之，不稳定。
2.影响结构强度的因素：结构的材料、结构的形状及构件间的连接方式。
3.应力：单位横截面积上所产生的内力，达到最大值(容许应力)后，被破坏。
4.结构与功能：局部结构的变化可能会导致功能发生改变。
5.结构的设计要考虑的主要因素：符合对设计对象的稳定性和强度的要求，安全等方面的技术规范，其它遵循设计的一般过程。
【例3】 (2016·3月浙江省学考)如图所示是一款千斤顶，其工作原理是：转动丝杆，改变支撑杆间的角度实现升降。下列关于千斤顶结构的说法中，错误的是( )
A.支撑杆用钢板制作成“U型”，既保证强度又减轻质量
B.通过丝杆的转动实现千斤顶的升降
C.蝶型底座，既适用于不同地面，又有较大的支撑面积
D.支撑杆之间采用铰连接，主要是为了便于折叠收纳
解析 支撑杆之间采用铰连接，主要是为了能够升降。
答案 D
【例4】 如图所示为移动式升降机，以下操作中，不以提高稳定性为目的的是( )
A.工作台升高前，支撑脚伸展后放下
B.工作台升降时，两升降臂协同调整，保证重心落在支撑面内
C.移动时，两升降臂放下
D.移动时，支撑脚收起
解析 影响结构稳定性的因素主要有三方面，其中A项利用了增加支撑面的面积增加稳定性；B项利用重心的垂足在支撑面内增加稳定性；C项降低重心增加稳定性；D项减小了支撑面不利于稳定性。
答案 D
提高结构稳定性和强度的常见措施：
结构的性质 影响因素 实战
稳定性 重心 加重底座，外壳轻便
支撑面 支撑脚伸展、外张
形状 桁架结构，三角形
强度 材料 混凝土抗压性能好，钢筋抗拉性能好；
形状 整体：三角形、拱形等；截面：工字形、井字形等。
连接方式 铰连接；刚连接
