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1.1－常见结构的认识第一单元结构与设计一、无处不在的结构图片欣赏1松江佘山地区九峰中最高的一座天马山旁边，有一个采石留下的深坑，深约100米，长约240米，宽约160米。底部约有20米左右的积水。根据目前规划，五星级酒店将从坑底伸出地面，水面以上计划有300间客房，水面以下则为水底餐厅与咖啡馆。旁边设有落差100米左右的瀑布。同时，酒店旁边还将建成大规模的购物广场和娱乐公园，以期建成佘山首个大众消费型产品。该“地下”五星级酒店将于2010年底竣工投用。根据目前收集到的资料，如果按设计建五星级酒店，那会是世界上人工深坑里海拔最低的，负65米。水下2层，水面17层，坑面2层，一共约21层，只高出地平面15米左右，大部分建筑在坑里，有400个左右的房间，每间客房均设有观景露台。酒店将依附着采石坑的南部岩壁建造，从坑底伸出地面，水面以下是水底餐厅、咖啡馆和部分客房。考虑到大坑周围地势陡峭，地质良好，又有坑底积水，将有一座悬索桥连接东西两侧，为攀岩、蹦极、水上运动等极富挑战性的运动提供条件。大坑中的五星级酒店是上海佘山“天马山现代服务业集聚区”的一部分，建成后将与周边的体验中心、中心绿地、主题乐园形成区域优势。。。。一、无处不在的结构在自然界，各种事物都有它特定的结构，这些形形色色的结构结了我们无限的创造灵感和启示。通过对自然界中结构的分析与研究，将其成果应用到技术领域，更好地为人类服务。一、无处不在的结构结构的定义：结构（structure）是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。世界上任何事物都存在结构，结构多种多样且决定着事物存在的性质。一、无处不在的结构狩猎者从灌木丛走过，裤子上粘满了令人讨厌的苍耳子。瑞士的乔尔吉·朵青斯通过仔细观察发现苍耳子的表面布满了许多带有细细倒钩的小刺，碰到纤维类的衣物便粘在上面，经过8年的研究，根据苍耳子的结构，发明了简单实用的尼龙搭扣。苍耳子与尼龙搭扣案例分析：一、无处不在的结构请举例说明：尼龙搭扣在我们生活中有应用。案例分析：蜂巢由工蜂筑造蜂巢的结构用材最少，容积最大蜂巢的结构精巧又美观一、无处不在的结构蜂巢的启示案例分析：蜂房是六角形的，0.073毫米的巢壁，蜂房微微向内倾斜，排列成行，但彼此嵌合得天衣无缝，构成一个整体，牢固无比。重40克的蜂房，却能容纳2000克蜜蜂。蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成，每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成，这些结构与近代数学家精确计算出来的——菱形钝角109。28’，锐角70。32’完全相同，是最节省材料的结构，且容量大、极坚固，令许多专家赞叹不止。人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板，强度大、重量轻、不易传导声和热，是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。被应用于飞机的羽翼以及人造卫星的机壁还有益于隔音和隔热。因此，现在的航天飞机、人造卫星、宇宙飞船在内部大量采用蜂窝结构，卫星的外壳也几乎全部是蜂窝结构。一、无处不在的结构马上行动：在生产生活中，有哪些产品的结构是受到自然界事物的启发而产生的？请举例说明。锯齿草——锯子鹰——风筝海豚——潜水艇鸟－－飞机鹰眼－导弹跟踪系统人类每只眼睛视网膜上只有一个凹槽叫中央凹，而鹰有两个，一个接收侧面另一个接收前面物体的像。一、无处不在的结构图片欣赏2一、无处不在的结构在技术领域，产品的结构丰富多彩。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会导致重大事故的发生。所以，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。一、无处不在的结构课堂阅读：阅读课本P4的“魁北克大桥的坍塌”，并回答：大桥坍塌的原因是什么？说明了什么道理？魁北克大桥一、无处不在的结构在社会领域，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。技术领域：铅笔、剪刀、服装、汽车、楼房、桥梁等一切产品都具有特定的结构。社会领域：一个政党、一个班集体、一首歌、一句话、小说、诗词、一种学习方法、计算机方面的数据结构等也具有其特定的结构。自然界：蜂窝、蜘蛛网、大树、动物身体、动物器官等。一、无处不在的结构知识梳理：P4二、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。一个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。二、结构与力根据构件的受力和变形形式，可将构件分为受拉、受压、受剪切、受弯曲、受扭转这五种基本形式。二、结构与力马上行动：请连线：（P5）受拉受压受剪切受扭转受弯曲构件承受使之产生弯曲的力。构件承受两个距离很近、大小相等、方向相反的平行力。构件承受使之被挤压的力。构件承受拉拽力。构件两端承受方向相反的均匀的力，使它发生扭转变形。二、结构与力马上行动：请分析以下事物分别受到哪些力？（P6）吊兰的支撑架桥墩大坝被托起的梁拉力支撑力压力压力二、结构与力探究：请说明石磨的推杆要用绳子吊起来的原因。一、保持人在推磨时推杆始终在平行于地面的平面上运动，改变了人推磨时的用力方向，只需前推与后拉，使推磨更轻松。二、防止推杆弯曲变形，可以承载一些推杆的重力。二、结构与力小试验：比较不同形状纸板所能承受压力的大小。（P7）请思考：1、哪种情况下纸板的抗压能力最强，为什么？2、在现实的生产活动中有哪些应用？纸张弯曲大跨度小，抗压能力大。建造拱桥时需要考虑拱桥的跨度与弯曲程度。三、结构的类型按物体的结构形态分：实体结构框架结构壳体结构三、结构的类型1、实体结构：定义：结构体本身是实心的结构。受力特点：外力分布在整个体积中。举例：实心墙、大坝……金字塔三峡大坝2、框架结构：三、结构的类型定义：结构体由细长的构件组成的结构。受力特点：能承受水平和垂直方向的荷载。举例：铁架塔、建筑用脚手架、厂房的框架……三、结构的类型3、壳体结构：定义：通常是指层状的结构。受力特点：外力作用在结构体的表面上。举例：摩托车头盔、贝壳……三、结构的类型在现实世界中，很多物体的结构是由两种或两种以上的基本结构类型组合而成的，这种结构我们通常称之为组合结构。承重部分是框架结构，挡泥板是壳体结构，脚踏与链轮之间是传动结构。请思考：自行车由哪几种结构组成？三、结构的类型马上行动：指出表中所列事物的结构类型，在对应栏打“√”，并写出受力特点。物体结构实体结构框架结构壳体结构组合结构受力特点栅栏圆形陶瓷装饰品冰山高层建筑的穹顶钢化玻璃锅盖竹排汽车外壳人的头盖骨古罗马斗兽场√√√√√√√√√作用在表面上作用在表面上作用在表面上作用在表面上作用在表面上分布在整个体积中作用在支撑架上作用在支撑架上各种结构都有受力1、狩猎者从灌木丛走过，裤子沾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刺，每根刺上都有细细的倒钩，碰到纤维的衣物，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（）A、拉链B、尼龙搭扣C、鱼D、飞机2、分析下列物体的结构类型，哪个属于实体结构。（）A．电灯泡B．乒乓球C．橡皮檫D．篮球3、分析下列物体的结构类型，判断哪个不属于壳体结构。（）A、西瓜B、圆形陶瓷饰品C、贝类D、金字塔4、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。如自行车的车轮、气门等。四、课堂练习构件BDC四、课堂练习观看视频并分析：在这次交通事故中，摩托车手能够死里逃生的主要原因是什么？当出现交通意外时，摩托车手头盔的某一部位受到一个大的撞击力，由于头盔是壳体结构，在受撞击时外力沿壳体分布出去，使得所受力迅速分布到头盔表面，形成整个头盔表面均匀受力，这是对外力的第一次减弱，起到了保护摩托车手安全的作用。单击观看视频五、课堂小结1、结构定义2、简单结构的受力分析3、结构的一般分类一般意义：事物各部分有序搭配和排列力学角度：可承受一定力的架构形态实体结构框架结构壳体结构