通用技术示范课--结构与设计_习题课学案

结构与设计 （习题课）
【学习目标】
1．理解结构的概念、分类和受力形式，明确稳固结构的影响因素。
2．通过典型例题和案例的分析，提高分析、设计、优化、欣赏结构的能力。
3．树立联系生活解决实际问题的意识，提高对技术文化性的理解。
【课前延伸】
一、内容与标准
知识点1: 认识结构
【目标要求】了解结构的涵义，能从力学的角度理解结构的概念和一般分类。
结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。从力学角度来说结构是指可承受一定力的架构形态。
类型：实体、框架、壳体、组合（从受力特点上分）。
知识点2：结构的受力
【目标要求】能结合1～2种简单的结构案例，分析结构是如何承受应力的。
形式：拉力、压力、剪切力、弯曲力、扭转力、风力
内力：构件受到外力作用时，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。应力：构件的单位横截面积上所产生的内力，当应力达到某一极限值，结构会遭到破坏。
判断一个构件的强度，就要从应力来判断。σ=F/S
知识点3：分析结构
【目标要求】能通过技术试验分析影响结构的强度和稳定性的因素，并写出试验报告。
重心高低
结构的稳定性 支撑面的大小
结构形状
结构的形状 铰链接
　　　　 结构的强度 构件的连接方式
使用的材料 刚链接
稳定性：结构在负载的作用下维持其原有的平衡状态的能力。
强度：结构所具有的抵抗外力破坏的能力。
结构的形状不仅有外部形状也有构件的内部横截面形状。
不同材料的链接方式和加工工艺，强度也不同。结构的局部或形状的改变能实现新的功能。
知识点4：设计结构
【目标要求】能确定一个简单对象进行结构设计，并绘制设计图纸，做出模型或原型。
设计应考虑的主要因素：①使用对象的稳定性和强度要求；②公众和使用者的审美需要；③使用者的个性化需要；④设计对象的成本控制和一定使用寿命。
结构设计案例中包括：①设计项目，设计对象（一个什么设计结构）；②设计要求，满足使用者的需要；③设计分析，从稳定性和强度材料、连接方式等的角度分析；④设计准备，材料、工具设备等；⑤设计方案，结构的制作方案。
知识点5：欣赏结构
【目标要求】能从技术和文化的角度欣赏并评价典型结构设计的案例。
①使用功能 ②稳固功能 ③设计的创意和表现力
技术角度 ④材料使用 ⑤工艺的精湛程度
欣赏结构 ①文化寓意与传达 ②美学原则
文化角度 ③时代、民俗、习俗 ④个性特征
二、课前练习
1．下列关于结构概念的叙述，正确的是（ ）
　A物体的结构是由使用者的需要决定的
　B一种物体只能有一种结构
　C结构是指物体的各组成部分之间的搭配和排列
　D物体的结构是指物体的大小和形状
2．以下哪种结构是受自然界对结构设计形状的启发而产生的？（ ）
　A电灯泡　 B乒乓球　 C飞机的机翼　 D篮球架
3．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
4．在举办运动会的时候，运动员在单杠上做大回环姿势时，会使杠体产生（ ）变形。
　A拉伸 B弯曲 C压缩 D断裂
5．岳阳楼建筑历经千年仍然保持稳固，成为建筑史上的奇观，下面选项中对其建筑稳固性不构成影响的是（ ）
　A 结构的形状　 B 结构的材料　C 结构的连接形式 D 当地适宜的气候条件
6．赵州桥的弧形平拱和敞肩小拱给人以巨身轻灵、跃跃欲飞的动感。这是从（ ）赏析结构设计作品的。
A实用功能上 　 B形式上　 C技术的角度 　 D文化的角度
【典型题训练】
1．自行车的辐条一端穿在轴盘上，另一端拧在穿过轮圈的空心螺纹上。它受的力是（ ）
A.拉力 B.压力 C.弯曲力 D.扭转力
2．晾晒衣服时，传统的做法是在两根柱子之间系上一根软绳，如图所示。在本结构中（ ）
A．绳子对右侧柱子能产生垂直下压水平右拉的效果
B．绳子拉得越紧，晾衣服时易断
C．绳子拉得越松，晾衣服时易断
D．以上说法都不正确
3．08奥运会主体育场 “鸟巢”结构的特点是（ ）
A.外力分布在整个体积中 B.构件支撑空间而不充满空间
C.外力作用在“鸟巢”表面 D.符合古代建筑风格
4．有一个筷子，这个筷子的容许应力为50N/CM2，此处截面积为4cm2，如果外界给它一个外力，使它产生180N的内力，筷子会不会断，为什么？
5．在日常生活中，你所见到的（ ）是不属于利用不稳定的结构实现某些功能的
　 A游乐设施的跷跷板功能结构　 B房间门口的活页功能结构
　 C学校运动场的篮球架结构　　 D圆珠笔的笔嘴结构
6．小强帮助爸爸选购稳定性好的落地灯，对于以下四种款式，小强应选择（ ）
A B C D
7．任何构件在设计和使用过程中都要考虑构成材料的各种属性，下图中上部钢筋混凝土构件使用最优的是（ ）
8．在结构的材料与连接中我们平常看到的自行车辐条与钢圈之间的连接是属于（ ）
A焊接 　 B铆接　C刚连接 　 D铰链接
9．钻石有令人难以置信的强度，就是因为它的分子结构为四面体，每个四面体都有四个角、四个面和六条边，每一个面都是一个三角形，说明钻石的强度与（ ）有关。
　 A结构的形状　B使用的材料　C构件之间的连接方式 　D稳定性
10．超市里冷冻食品的塑料包装盒通常选用白色的，并在盒子的底部压制出一些几何图案的凹凸槽，这主要是为了（ ）
A．减少食品与包装盒的接触面积 B．保持温度不变、缓冲震
C．减少热量吸收、增加抗形变能力 D．减轻包装质量、缓冲震动
11．某班同学在教室里布置了一些花草，他们把直杆AB的一端固定在墙上将吊兰挂起来，如右图所示。
（1）结构受力的基本形式有压力、拉力、弯曲力和剪切力等。请说出AB杆的主要受力形式。
（2）简述这个结构存在的缺陷。
（3）在不改变杆的固定点A和悬挂点B的前提下，简述你对这个结构提出的改进方法？并在原图上标注改进方案。
12．范仲淹的“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”使岳阳楼闻名天下。它是一座三层的纯木结构建筑，斗拱、飞檐的结构复杂，工艺精美，令人惊叹。斗拱使屋面凹曲，飞檐使沉重的建筑增添了轻快欲飞的美感，体现了高贵华美的风韵，丰富了中国古代建筑文化。可以从哪两个角度来欣赏评价经典结构（ ） ①技术 ②工艺 ③民俗 ④文化
A. ①② B．③④ C．①④ D．②③
【巩固检测】
1．汽车的传动轴受到主要的作用力是（ ）
A.拉力 B.压力 C.弯曲力 D.扭转力
2．可以用受力结构的稳定性来解释的事实是（ ）
　 A鸡蛋在某种情况下可以承受很大的外力　 B 广告牌被台风吹倒
　 C　耳机与电脑主机的插口接触不良，听不到音乐 D 拔河的绳子断裂
3．走钢丝的人手上拿着一条长棒的目的是（ ）
A.美观 B.降低重心 C.调节重心 D.支撑
4．我们常用的A形梯不采用铅合金片，而采用长方形截面的构件，这说明（ ）影响结构强度
　 A材料　B形状　C构件　D连接方式
5．分别在一根竹杆和一根同样尺寸的脆性塑料杆上不断加挂相同质量的重物，竹杆比脆性塑料杆能挂更多重物而不会断裂，说明了（ ）影响结构的强度。
A.材料 B.结构的形状 C.构件横截面形状 D.构件的连接方式
6．好多药瓶的瓶盖侧面都设计有密集的竖条纹，其目的是 ，有的矿泉水瓶子有若干凸起的横向纹路，它的作用是 。
7．小明的铝合金书架断裂了，他最好采用那种连接方式进行修补（ ）
A.焊接 B.榫接 C.胶接 D.铆接
8． F1（世界一级方程式）赛车比赛是一项“极速运动”。比赛时，赛车要想跑出很高的速度，必须保持运动过程中的稳定性，那么赛车应怎样进行设计（ ）
A.流线型外型，底盘高，很重 B.流线型外型，底盘低，很轻
C.弧线型外型，底盘低，有一定自重 D.流线型外型，底盘低，有一定自重
9．易碎产品在包装时需要一些特殊的设计方法以防止产品摔碎，这种包装应该侧重于（ ）
A.稳定性 B.强度 C.美观 D.安全
【总结反刍】
审题要注意哪些方面？
分析结构题目的思路是怎样的？
本节课你最大的收获是什么？
结构分析