粤科版(2019)通用技术必修2 第一章 结构及其设计 课件(77张PPT)+视频

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粤科版(2019)通用技术必修2 第一章 结构及其设计 课件(77张PPT)+视频

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(共77张PPT)
通用技术
General Technology
技术与设计 2
Technology and Design Ⅱ
广州市普通高中通用技术科目学业水平 考试实施方案(试行)
一、考试内容和方式
根据《普通高中通用技术课程标准(2017 年版 2020 年修订)》 的要求设置考试内容,采用“过程性评价+终结性评价”的方式进 行。具体内容和方式如下:
(一)过程性评价。每学期末对学生上课考勤、课堂作业进 行评分;在第 3 学期结束前对学生项目作品表现情况进行评分。
(二)终结性评价。考核必修课程《技术与设计 1》和《技术与设计 2》两个模块的内容,实行计算机测试。
二、考试时间和安排
(一)过程性评价。由学校按照相关要求组织和评分。
(二)终结性评价。由市教育局统一命题,安排在第 3 学期 结束前进行,由学校组织实施。
三、成绩构成和呈现
通用技术科目考试总成绩满分为 100 分,其中过程性评价满分为 50 分,终结性评价满分为 50 分。考试总成绩经转换后最终“合格/不合格”呈现,不合格学生总人数控制在不超过当年全 市考生总数的 2%,成绩不合格者,准予补测 1 次。用作普通高中 毕业和同等学力认定的合格性考试成绩长期有效。
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结构及其设计
系统及其设计
控制及其设计
流程及其设计
技术与设计2
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本学期计划
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本学期计划
掌握课本知识
结构、流程、系统、控制
课本
学习
结构设计
流程设计
系统设计
控制设计
项目
实践
梳理各个章节的知识点
模拟考试
学考
备考
学期计划
桥梁结构设计和搭建
桥梁的灯光控制系统
01
认识结构
感知不同的结构
认识结构与力
结构的分类
02
探究结构
结构的稳定性
结构的强度
结构的连接
结构的强度和稳定性测试
03
结构设计
如何设计结构
结构设计
04
典型结构
建筑结构与历史、文化
建筑结构与技术
第一章 结构及其设计
什么是结构?
From: Wikipedia
A structure is an arrangement and organization of interrelated elements in a material object or system, or the object or system so organized. Material structures include man-made objects such as buildings and machines and natural objects such as biological organisms, minerals and chemicals. Abstract structures include data structures in computer science and musical form. Types of structure include a hierarchy (a cascade of one-to-many relationships), a network featuring many-to-many links, or a lattice featuring connections between components that are neighbors in space.
结构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。
【结构】
思考:人类是如何通过对自然界中结构的分析和研究,将其成果应用到技术领域,从而更好地服务于人类
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认识结构
苍耳子与尼龙搭扣
鸟与飞机
鹰眼与导弹追踪系统
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认识结构 感知结构
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认识结构 结构的类型
实体结构
受力情况:外力分布在整个体积中。
实体结构
举例:大坝、墙壁、柱子、实心球。
思考: 试分析大坝的结构为什么底宽顶窄?
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认识结构 结构的类型
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认识结构 结构的类型
框架结构
由细长的构件组成。
受力情况:支撑空间却不充满空间。 既能承受重力荷载也能承受水平方向的荷载。
举例:铁架塔、建筑用脚手架
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认识结构 结构的类型
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认识结构 结构的类型
壳体结构
受力特点:外力作用在结构体的表面上。特别是当顶部受到压力时,它能将力均匀扩散。
举例:贝壳、飞机外壳、头盔
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认识结构 结构的类型
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认识结构 结构的类型
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认识结构 结构与力
从力学的角度来说,结构是可承受一定力的结构形态,它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
结构: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。
构件: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构件。
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认识结构 结构与力
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构件在受到外力作用下的5种变形形式,即拉伸变形、挤压变形、剪切变形、弯曲变形和扭曲变形。
认识结构 结构与力
外力作用于同一直线上
外力方向指向形体内部
外力作用于同一直线上
外力方向指向形体外部
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构件在受到外力作用下的5种变形形式,即拉伸变形、挤压变形、剪切变形、弯曲变形和扭曲变形。
认识结构 结构与力
外力不作用于同一直线上
两外力间距很大
外力不作用于同一直线上
两外力间距很小
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构件在受到外力作用下的5种变形形式,即拉伸变形、挤压变形、剪切变形、弯曲变形和扭曲变形。
认识结构 结构与力
旋转,使物体发生扭转形变。
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认识结构 结构与力
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认识结构 结构与力
构件的受力形式 特点 实例
受拉 构件承受拉拽力 起吊重物的钢索、拔河时的绳子
受压 构件承受使之被挤压的力 千斤顶的活塞、桥墩
受剪切 构件承受两个距离很近、大小相等、方向相反的平行力 铆钉、机械中常用的连接件
受扭转 构件两端承受方向相反的力,使它发生扭转形变 汽车的传动轴、拧干中的衣服
受弯曲 构件承受使之产生弯曲的力 起重机的大梁、钓鱼竿
合理的结构设计,一般要求构件能够承受一定范围内相应的力而不至于使构件受到破坏,如单杠横杆要能承受弯曲变形的力(图1-14)、桌子要能承受压力(图1-15)、螺丝刀要能承受扭曲变形的力(图1-16)、拔河用的绳子要能承受拉力(图1-17)。而我们使用剪刀时,剪刀的剪切能力越强,则剪切效果越好(图1-18)
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认识结构 结构与力
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认识结构 结构与力
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认识结构 结构与力
随堂练习:
1.日常生活中使用螺丝刀装螺丝时,螺丝刀需要承受什么力( )
A.拉力
B.压力
C.扭转力
D.弯曲力
2.吊扇在启动瞬间,吊杆的主要受力形式有( )
①拉力 ②压力 ③剪切力 ④扭转力
A.①④ B.①②
C.①③ D.②③
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认识结构 结构与力
3.在地震中,医务人员使用担架运送伤员时,担架的双杆AB和 CD主要承受( )
A.拉力 B.弯曲力
C.扭转力 D.剪切力
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认识结构 结构与力
4.如图所示是一款手动抽水机,使用时上下扳动手柄,活塞杆带动活塞进行抽水。在上述工作过程中,活塞杆的受力形式是( )
A.受压或受拉
B.受压或受扭转
C.受压
D.受拉
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认识结构 结构与力
5.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
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认识结构 结构与力
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探究结构
1. 结构的稳定性
2. 结构的强度
3. 结构的连接
4. 结构的强度和稳定性试验
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探究结构
探究结构
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探究结构 结构的稳定性
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探究结构 结构的稳定性
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探究结构 结构的稳定性
结构的稳定性?
不倒的“比萨斜塔”
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探究结构 结构的稳定性
思考:一摞书一个比一个凸出,最多凸出多少?
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探究结构 结构稳定性
思考:不倒翁真的不会倒吗?
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探究结构 结构的稳定性
结构
分析
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探究结构 结构稳定性
支撑面
接触面
接触面是指物体与地面接触形成的面。
支撑面是物体与地面接触形成支撑的点连线与地面构成的面。支撑面越大,物体越稳定。
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探究结构 结构稳定性
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探究结构 结构稳定性
支撑面的大小
结构的
形状
B
C
A
重心位置的高低
结论:
结构的稳定性与它的几何形状、支撑面面积的大小和重心位置密切相关。
结构要达到稳定:
首先,整体几何形状必须科学合理;
其次,支撑面面积越大,重心越低,其稳定性越强。
因此,在进行结构设计时,要尽可能使结构所受的重力集中在底部,降低重心,并使其重心垂线落在支撑面内,从而提高结构的稳定性。
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探究结构 结构的强度
在工程技术中,不允许任何构件在正常工作情况下被破坏,这就要求构件必须具有抵抗被破坏的能力,这种能力称作强度。
什么是强度?
产生的背景:内力是由外力引起的,是对变形的一种抵抗。一般来说,外力越大,则构件的内力越大。当内力达到一定数值时,构件就会被破坏。
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探究结构 结构的强度
思考: 哪侧先断?
(1)强度与应力
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探究结构 结构的强度
图1-44是一混凝土方柱的示意图,支柱的横截面为边长L=400mm的正方形,支柱顶受轴向压力P=45kN,支柱重力G=22kN,求支柱的底截面l-l上的应力。
用手轻轻挤压纸杯,纸杯就会变形;而用同样的力挤压不锈钢杯,不锈钢杯的外形则无明显改变。这一简单的例子反映了什么?
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探究结构 结构的强度
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探究结构 结构的强度
(2)强度与材料
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探究结构 结构的强度
(3)强度与形状
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探究结构 结构的强度
(3)强度与形状
结构的强度还与构件的形状有关。人们常常把构件做成一定的形状,如工业生产中的工形横梁、角钢、管材等型材。
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探究结构 结构的连接
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探究结构 结构的连接
连接就是通过一定的方式把两件或两个以上的物体连在一起。同样,结构的连接也是通过一定的连接物将构件组成整体结构。
科学、合理的连接,不仅可保证结构或构件的形状稳定,还能提高结构的强度,使它足以支撑自身质量及荷载。
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探究结构 结构的连接
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探究结构 结构的连接
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探究结构 总结
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结构的稳定性
2
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结构的强度
结构的连接
稳定性研究的是物体保持平衡状态的能力。
强度研究的是物体结构不被外力破坏的能力。
结构连接研究的物体构件之间的连接方式,提高结构的强度。
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探究结构 总结
随堂练习:
1.比萨斜塔保持稳定的主要原因是( )。
A.重心低 B.重心落在支撑面积范围内
C.结构形状是底部大塔顶小 D.材料采用钢筋混凝土
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探究结构 总结
随堂练习:
2.家用落地风扇的底座一般做得比较重,这是为了( )。
A.增加风扇的强度 B.增加风扇的稳定性
C.安装电线的需要 D.更加美观
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探究结构 总结
随堂练习:
3.晾晒衣服时,通常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,柱子主要受到( )。
A.弯曲力和扭曲力 B.弯曲力和压力
C.剪切力和拉力 D.扭曲力和压力
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探究结构 总结
随堂练习:
4.影响结构稳定性的因素有( )。
①物体的形状;②与地面形成的支撑面;③材料之间的连接方式;④物体重心的位置
A.①②④ B.②③
C.①④ D.①②③④
5.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( )。
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探究结构 总结
6.如题图所示一张圆桌,达不到使它更加稳固效果的方法是( )。
A.使用较重的大理石做桌子与地面的接触部分,木材做桌面
B.使用较重的大理石做桌面
C.如使用木材制作桌子,各部分大量采用榫接的方式
D.增大桌子底部的支撑面积
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探究结构 总结
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探究结构 结构设计
1、结构是世界桥梁史上首创的敞肩拱结构
2、采用圆弧拱形式,打破了中国石桥多为半圆形拱的传统
3、采取了单孔长跨的形式,河心不立桥墩
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探究结构 结构设计
本设计曾经获得国家专利和全国首届中小学劳动技术创新作品邀请赛银奖、全国第十三届发明展览会铜奖。这位同学的发明故事告诉我们:
结构设计与发明并不神秘,我们要有创新意识,在日常生活中多观察、多思考、多动 手;在设计与实践中善于发现问题和解决问题,不怕困难和失败,经过不懈的努力才 能成功
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探究结构 结构设计
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探究结构 结构设计
“天堑变通途” 项目式教学
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探究结构 结构设计
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探究结构 结构设计
桥梁结构类型的选择
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探究结构 结构设计
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探究结构 结构设计
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探究结构 结构设计
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结构设计
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探究结构 结构设计
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探究结构 结构的强度和稳定性试验
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典型结构的欣赏 建筑结构与历史、文化
赏析建筑可以从文化与技术两个角度:
1.文化角度:文化寓意与传达,公众认可的美学原则,放映时代,民族、习俗方面的特征、结构的个性特征等等
2.技术角度:结构功能,稳固耐用,造型设计的创意和表现力,材料的使用的合理性,工艺制造等。
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典型结构的欣赏 建筑结构与历史、文化
地域有别,民族差异,历史、宗教、思想、文化的背景不同等,直接影响到建筑结构和其他结构的设计思维。
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典型结构的欣赏 建筑结构与历史、文化
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典型结构的欣赏 建筑结构与技术
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典型结构的欣赏 建筑结构与技术
生活中的结构艺术源于科学技术的发展,源于各地的地域特色、民族文化和历史背景,源于人类对于安全、耐用和环保的理念……这些元素反映在结构设计上,形成了各具特色的结构形式,也充分体现了结构设计师对生活的观察和概括能力。

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