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1、思考思考请观察下面两种砖头堆法哪一种请观察下面两种砖头堆法哪一种会垒的更高，并谈谈其缘由。会垒的更高，并谈谈其缘由。高等动物的脊椎为什么呈S形？思考思考第一单元第一单元 结构与设计结构与设计1.1.1.1.常见结构的认识常见结构的认识常见结构的认识常见结构的认识结构的含义：事物的各个组成部分结构的含义：事物的各个组成部分之间的之间的有序搭配有序搭配和和排列排列。世界上任何事物都存在结构，结构多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。种多样且决定着事物存在的性质。结构在自然界和日常生活中处处可见，如人类的骨结构在自然界和日常生活中处处可见，如人类的骨骼、雀鸟的羽毛、山体结构
2、骼、雀鸟的羽毛、山体结构一、无处不在的结构一、无处不在的结构一、无处不在的结构一、无处不在的结构自然界中自然界中是由于金刚石和石墨里的碳原子的排列结构不同而引起的是由于金刚石和石墨里的碳原子的排列结构不同而引起的结构决定着事物存在的结构决定着事物存在的? ?性质、功能 【思考】【思考】 我们人类好多地方不如动物我们人类好多地方不如动物,不能象鸟一样不能象鸟一样在空中自由飞翔在空中自由飞翔,不能象鱼一样在水中欢快游荡不能象鱼一样在水中欢快游荡,奔跑速度不如狗，打斗力气不如虎。人类凭什么奔跑速度不如狗，打斗力气不如虎。人类凭什么能成为动物界的统治者呢能成为动物界的统治者呢? 蜂巢由一个个排列整齐的
3、六棱柱形小蜂房组成，每个小蜂房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的底部由的底部由的底部由3 3个相同的菱形组成，这些结构与近代数学家精确计算个相同的菱形组成，这些结构与近代数学家精确计算个相同的菱形组成，这些结构与近代数学家精确计算个相同的菱形组成，这些结构与近代数学家精确计算出来的出来的出来的出来的菱形钝角菱形钝角菱形钝角菱形钝角109109。2828，锐角，锐角，锐角，锐角7070。3232完全相同，是最节省完全相同，是最节省完全相同，是最节省完全相同，是最节省
4、材料的结构，且容量大、极坚固，令许多专家赞叹不止。材料的结构，且容量大、极坚固，令许多专家赞叹不止。材料的结构，且容量大、极坚固，令许多专家赞叹不止。材料的结构，且容量大、极坚固，令许多专家赞叹不止。人们仿人们仿人们仿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、人造卫星等易传导声和热，是建筑及制造航天飞机、宇宙
5、飞船、人造卫星等易传导声和热，是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。的理想材料。的理想材料。的理想材料。 蜂巢蜂巢苍耳子与尼龙搭扣苍耳子与尼龙搭扣 始载于始载于神农草经神农草经，原名呆耳实，原名呆耳实，列为中品。列为中品。本草纲目本草纲目列入草部陉列入草部陉草类。李时珍说：草类。李时珍说：苍耳叶青白，类苍耳叶青白，类粘糊菜叶。秋间结实。比桑椹短小而粘糊菜叶。秋间结实。比桑椹短小而多刺。多刺。从从政和本草政和本草、本草纲本草纲目目所附原植物图来看，均与现今所所附原植物图来看，均与现今所用苍耳特征相符。用苍耳特征相符。苍耳子苍耳子鸟与飞机鸟与飞机科学家根据科学家根据蜻蜓的结构蜻蜓的
6、结构研制成功了研制成功了直升飞机。直升飞机。 鹰眼与导弹跟踪系统人们正在研制人们正在研制“鹰眼鹰眼”导弹系统。这种导导弹系统。这种导弹系统能自动寻找、识别目标并跟踪攻击。弹系统能自动寻找、识别目标并跟踪攻击。雪雪 花花显微镜下的雪花技术领域技术领域一、无处不在的结构一、无处不在的结构一、无处不在的结构一、无处不在的结构产品的结构更是丰富多彩：笔、剪刀、服装、产品的结构更是丰富多彩：笔、剪刀、服装、汽车、楼房、桥梁等一切产品都具有特定的结汽车、楼房、桥梁等一切产品都具有特定的结构。构。希腊帕特农神庙（又称雅典娜神庙）希腊帕特农神庙（又称雅典娜神庙） 四川大地震2008年年5月月12日日14时时2
7、8分分04秒，四川秒，四川汶汶川川、北川发生里氏、北川发生里氏8.0级级地震地震，地震地震造造成成69227人遇难，人遇难，374643人受伤，人受伤，17923人失踪。此次人失踪。此次地震地震为新中国成立为新中国成立以来国内破坏性最以来国内破坏性最强、波及范围最广、强、波及范围最广、总伤亡人数最多的总伤亡人数最多的地震之一，被称为地震之一，被称为“汶川大地震汶川大地震”。想一想想一想: :日本地震中日本地震中, ,日本的房屋为什么没日本的房屋为什么没有倒塌有倒塌, ,海啸发生时随海水冲走？海啸发生时随海水冲走？日本房屋采用高抗震的木结构及轻钢结构。日本房屋采用高抗震的木结构及轻钢结构。启示：
8、启示： 1 1、结构影响设计的性质和功能，、结构影响设计的性质和功能，结构方面存在的小问题也许就会导结构方面存在的小问题也许就会导致重大事故的发生。致重大事故的发生。 2 2、合理的结构是事物存在的基础，、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卓越的结构是设计者和制造者的重要追求。要追求。二、结构与力二、结构与力1 1、基本概念、基本概念 从力学角度来说，结构从力学角度来说，结构从力学角度来说，结构从力学角度来说，结构是指可承受一是指可承受一是指可承受一是指可承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起定力的架构形态，它可以抵抗能引起定力的架构形态，它可以抵抗能引起定力的架构形态
9、，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。形状和大小改变的力。形状和大小改变的力。形状和大小改变的力。 2 2、一个较复杂的结构由许多不同的部分、一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，组成结构的每一个部分称为组成，组成结构的每一个部分称为构件构件。一根火腿肠，一根火腿肠，如何在中间截为两段如何在中间截为两段用工具：（用工具：（1 1）拉断）拉断 （2 2）刀切开）刀切开 （3 3）剪刀剪开）剪刀剪开空空 手：手： （4 4）扭断）扭断 （5 5）掰弯）掰弯？根据构件的受力和变形的形式，我们可根据构件的受力和变形的形式，我们可以将构件分为五种基本形式：以将构件分为五种基本形式：受拉受拉受压受压受剪切
10、受剪切受弯曲受弯曲受扭转受扭转构件受拉构件受拉构件受压构件受压趁热打铁！趁热打铁！ 两个距离很近、大小相等、方向两个距离很近、大小相等、方向相反、作用于同一物体上的平行力。相反、作用于同一物体上的平行力。构件受剪切构件受剪切构件受构件受扭转扭转构件两端承受方向相反的均匀的力，构件两端承受方向相反的均匀的力，使它发生扭转形变。使它发生扭转形变。拧瓶盖拧瓶盖麻花条麻花条构件受构件受弯曲弯曲构件承受使之产生弯曲的力构件承受使之产生弯曲的力基本的结构力学行为分为基本的结构力学行为分为基本的结构力学行为分为基本的结构力学行为分为轴力、剪力、弯矩、扭力轴力、剪力、弯矩、扭力轴力、剪力、弯矩、扭力轴力、剪力
11、、弯矩、扭力四四四四种种种种力学行为力学行为力学行为力学行为，其余的行为，其余的行为，其余的行为，其余的行为，也也也也大都是这四种力组大都是这四种力组大都是这四种力组大都是这四种力组合而成合而成合而成合而成。轴力轴力（压力、拉力）（压力、拉力）剪剪 力力（剪切力）（剪切力）轴力就是轴向的力，受力物体会隨着轴向的力伸長或缩短。受剪力的物体，会隨着剪力的方向变形!弯弯 矩（弯曲力）矩（弯曲力）扭扭 力（扭转力）力（扭转力）弯矩也就是力矩啦!受到弯矩的東西会两端弯曲。简单来说，早上起床拧干毛巾的力就是扭力啦! 练习一：分析受力的形式练习一：分析受力的形式受弯曲受弯曲受拉受拉受压受压受侧压受侧压吊兰的
12、支撑架吊兰的支撑架桥墩桥墩大坝大坝两端被托起的梁两端被托起的梁受拉受拉受压受压受剪切受剪切受扭转受扭转受弯曲受弯曲构件承受的拉拽力构件承受的拉拽力构件承受使之挤压的力构件承受使之挤压的力构件承受两个距离很近、大小构件承受两个距离很近、大小相等、方向相反的平行力。相等、方向相反的平行力。构件两端两端承受相反的均构件两端两端承受相反的均匀的力，使它发生扭转形变。匀的力，使它发生扭转形变。构件承受使之产生弯曲的力构件承受使之产生弯曲的力练习二：连线练习二：连线 探究三探究三 观察上观察上图图, ,说明石说明石磨的推杆为磨的推杆为什么要用一什么要用一根绳子吊起根绳子吊起来。来。 答案：答案：1 1、抵
13、消推杆自身的重力、抵消推杆自身的重力 2 2、保持人在推磨过程时推杆始终在平行于、保持人在推磨过程时推杆始终在平行于地面的平面上运动；地面的平面上运动； 3.是一个是一个“圆锥形圆锥形”轨迹。轨迹。 小军打羽毛球挥拍时金属杆受到小军打羽毛球挥拍时金属杆受到的力主要是（的力主要是（ ）A、弯曲力（弯矩）弯曲力（弯矩）B、压力压力C、拉力拉力D、扭转力（扭矩）扭转力（扭矩）A如图所示是冲眼操作示意图。在冲眼操作过程中，样如图所示是冲眼操作示意图。在冲眼操作过程中，样冲、锤柄及锤头的主要受力形式是冲、锤柄及锤头的主要受力形式是（）A样冲受压、锤柄受拉、锤头受压样冲受压、锤柄受拉、锤头受压B样冲受压、
14、锤柄受弯曲、锤头受压样冲受压、锤柄受弯曲、锤头受压C样冲受弯曲、锤柄受扭转、锤头受剪切样冲受弯曲、锤柄受扭转、锤头受剪切D样冲受拉、锤柄受压、锤头受扭转样冲受拉、锤柄受压、锤头受扭转B三、结构的类型三、结构的类型实体结构：结构体本身是实心结构实体结构：结构体本身是实心结构特点：外力分布在整个体积中特点：外力分布在整个体积中框架结构：由细长的构体组成的结构框架结构：由细长的构体组成的结构特点：支撑空间而不充满空间特点：支撑空间而不充满空间壳体结构：层状的结构壳体结构：层状的结构特点：外力作用在结构体的表面上特点：外力作用在结构体的表面上组合结构组合结构圣彼得大教堂圣彼得大教堂类型类型特点特点受力
15、特点受力特点实例实例实体实体结构结构框架框架结构结构壳体壳体结构结构结构体结构体是实心是实心 外力分布在外力分布在整个体积中整个体积中主要承受压力主要承受压力实心墙实心墙大坝大坝结构体由结构体由细长的构细长的构件组成件组成 支撑空间而不满空间，支撑空间而不满空间，即可以承受压力，又即可以承受压力，又可以承受拉力可以承受拉力铁架铁架结构体结构体是层状是层状外力作用在结构体表外力作用在结构体表面上，当壳顶部受到面上，当壳顶部受到压力时，能将力均匀压力时，能将力均匀分散分散头盔头盔贝壳贝壳小结物体结构物体结构实体实体结构结构框架框架结构结构壳体壳体结构结构组合组合结构结构受力受力特点特点栅栏栅栏圆形
16、陶瓷装饰品圆形陶瓷装饰品冰山冰山高层建筑的穹顶高层建筑的穹顶钢化玻璃锅盖钢化玻璃锅盖竹排竹排汽车外壳汽车外壳人的头盖骨人的头盖骨古罗马斗兽场古罗马斗兽场课堂总结一、常见的结构 无处不在的结构：定义，自然界结构的作用 结构与力：定义，构件，四种外力 （区分） 结构的类型：四种结构知识迁移知识迁移1、下列事物的结构是受自然界事物的结构、下列事物的结构是受自然界事物的结构启发而产生的是（启发而产生的是（）。）。A、篮球、篮球B、国家体育场（鸟巢）、国家体育场（鸟巢）C、足球、足球D、铅球、铅球B2在奥运会体操比赛的时候，运动员在奥运会体操比赛的时候，运动员在单杠上做大回环姿势时，会使杠体在单杠上做大
17、回环姿势时，会使杠体产生（产生（）变形。）变形。A、拉伸、拉伸B、弯曲、弯曲C、压缩、压缩D、断裂、断裂B知识迁移知识迁移3、2008年北京奥运会举重运动员在举重过年北京奥运会举重运动员在举重过程中双臂主要承受什么力程中双臂主要承受什么力()A、拉力、拉力B、压力、压力C、剪切力、剪切力D、弯曲力、弯曲力知识迁移知识迁移B4我们所用的板凳属于（我们所用的板凳属于（）结构。）结构。A、实心结构、实心结构B、框架结构、框架结构C、空心结构、空心结构D、壳体结构、壳体结构B知识迁移知识迁移5.分析下列物体的结构类型，判断哪个分析下列物体的结构类型，判断哪个不属于壳体结构（不属于壳体结构（）A、西瓜、西瓜B、圆形陶瓷饰品、圆形陶瓷饰品C、贝类、贝类D、金字塔、金字塔D知识迁移知识迁移1 1、一座限重、一座限重1.51.5吨的简单梁式桥，如果要使吨的简单梁式桥，如果要使它的承重增加，该如何改进。用草图表示它的承重增加，该如何改进。用草图表示. .技术分析:
