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课时2　材料的性能与规划
任务一　探究材料的性能与应用
1.材料是产品设计的物质条件，材料以其自身的特性影响着产品设计，维持产品功能的形态，满足产品功能的要求，它是人类生存和发展的物质基础，是人类社会现代文明的重要支柱。
2.在工程领域，一般将材料按化学成分分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料四大类。木材、金属材料、塑料等都是常见的材料。
(1)木材是一种优良的造型材料，具有较好的强度性能及优良的加工性能。可分为实木板材和人造板材。
实木板材是指采用完整的木材(原木)制成的木板材。实木材料具有各向异性的特点，在自然条件下具有吸湿而膨胀、解吸而收缩的特性。木材暴露在空气中时，容易受温度和湿度的影响，发生尺寸、形状和强度的变化，导致变形、开裂、扭曲和翘曲等现象。
人造板材在幅面方向上的尺寸稳定性好，较实木而言适用范围广。包括密度板、刨花板、胶合板、细木工板、三聚氰胺板等。
(2)金属材料是指由纯金属或合金构成的材料，具有金属光泽，有良好的导热和导电性能，以及优良的力学性能和可加工性能。金属材料的力学性能主要包括强度、刚度、硬度等，一般以抗拉强度作为判别金属强度的指标。
①硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标，它直接影响材料的耐磨性和切削加工性。一般情况下材料的硬度越高，其耐磨性越好。
②强度是指材料抵抗变形和断裂的能力。强度是评定材料质量的重要力学性能指标，是设计中选用材料的主要依据之一。根据受力种类的不同，分为抗压、抗拉、抗弯、抗剪等。
(3)塑料是一种具有多种特性的材料。它原料来源广，性能优良(质轻、具有绝缘性、耐腐蚀性等)，加工成型方便，具有装饰性，而且价格比较低廉，广泛应用于仪器、仪表、家用电器、包装及日常生活用品等各领域。塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料。
①热塑性塑料受热后可多次成型，废料可回收再利用。
②热固性塑料是指在初次成型后形状固化下来，不能再次热熔或软化的塑料。
在隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等恶劣环境中使用的塑料，大部分是热固性塑料。
(4)新材料是指新出现的具有优异性能或特殊功能的材料，或传统材料改进后性能明显提高或产生新功能的材料。
任务二　选择和规划材料
1.在产品设计选择材料时，首先应该考虑材料的性能是否能满足产品的使用功能、使用环境、结构要求等。还需要考虑材料应具有良好的加工性能，符合造型设计中成型工艺、加工工艺和表面处理的要求，优先选择技术难度小、工艺简单、材料利用率高，并与加工设备及生产技术相适应的材料。
材料的价格和加工成本直接影响着产品的性价比。应在满足设计要求的基础上，结合材料的成本，优先选用资源丰富、价格低廉、质量上好的材料。选择材料时，安全是最基本的因素，材料的选择应充分考虑可能遇见的各种危险。
2.在规划材料时，一要做到料尽其用、优材不劣用、大材不小用、长材不短用。二要充分考虑材料的颜色、花纹和光泽，外用料要选择材质好、纹理美观、涂饰性能好的材料。三要考虑材料的加工余量和损耗等因素，保证各部件的顺利装配和作品的尺寸精度。
3.木材在规划配料时需要注意：①要预先在毛料上规划画线，根据产品所需部件的尺寸，在长、宽、厚等方面都放宽，留有锯割、刨削操作的余量；②尽可能避开毛料上对质量有影响的缺陷，做到因材使用；③注意木材的纹理趋向，顺纹锯割便于加工，并能提高木材的利用率；④将没有疵点、纹理美观的一面作为正面，把缺陷的部分放背面。
重难点1　探究材料的性能与应用
常见材料 名称 概念 特点
木材 实木板材 采用完整的木材(原木)制成的木板材 具有各向异性的特点，在自然条件下具有吸湿而膨胀、解吸而收缩的特性 木材质轻，具有易于加工和涂饰，隔热与绝缘的特点；有较好的强度性能以及优良的加工性能
人造板材 利用木材在加工过程中产生的边角废料，添加化工胶粘剂制作成的板材 人造板材在幅面方向上的尺寸稳定性好，较实木而言适用范围更广
金属材料 由纯金属或合金构成的材料 ①具有金属光泽②有良好的导热和导电性能③优良的力学性能和可加工性能④其力学性能主要包括强度、刚度、硬度等⑤一般以抗拉强度作为判别金属强度的指标
塑料 热塑性塑料 在一定的温度范围内，能反复加热软化至熔融流动，冷却后能硬化成一定形状的塑料 受热后可多次成型，废料可回收再利用 ①多种特性②原料来源广③性能优良(质轻、具有绝缘性、耐腐蚀性等)④加工成型方便⑤具有装饰性⑥价格比较低廉
热固性塑料 在初次成型后形状固化下来，不能再次热熔或软化的塑料 在隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等恶劣环境中使用的塑料，大部分是热固性塑料
新材料 新出现的具有优异性能或特殊功能的材料，或是传统材料改进后性能明显提高或产生新功能的材料
例1 某服装企业准备设计生产一款夏季户外活动服，选用服装面料时不需要考虑面料的(　　)
A.绝缘性能 B.防晒性能
C.透气性能 D.速干性能
答案　A
解析　由于是一款夏季户外活动服，所以防晒性能、透气性能、速干性能这些都是非常重要的，所以答案选A。
变式训练1 电器产品的底座材料选取时，一般需要考虑(　　)
A.绝缘性能 B.防晒性能
C.透气性能 D.速干性能
答案　A
重难点2　选择和规划材料
选择材料 材料的性能 是否能满足产品的使用功能、使用环境、结构要求等
材料的工艺 ①材料应具有良好的加工性能②符合造型设计中成型工艺、加工工艺和表面处理的要求③优先选择技术难度小、工艺简单、材料利用率高，并与加工设备及生产技术相适应的材料
材料的成本 ①在满足设计要求的基础上，结合材料的成本，优先选用资源丰富、价格低廉、质量上好的材料②选择材料时，安全是最基本的因素
规划材料 ①要做到料尽其用，优材不劣用，大材不小用，长材不短用②要充分考虑材料的颜色、花纹和光泽，外用料要选择材质好、纹理美观、涂饰性能好的材料③要考虑材料的加工余量和损耗等因素，保证各部件的顺利装配和作品的尺寸精度
例2 小明设计的雨伞木质挂架，安装在教室后面。从结构强度分析，其中最合理的是(　　)
答案　D
解析　A和B连接后受力侧杆和横杆容易脱落。C选项雨伞挂在横杆上，横杆容易受弯曲形变，由木纹来看D选项合适。
变式训练2 如图所示是木箱的木板之间通过燕尾榫连接的结构，用一块实木板加工构件1, 下列选项中划线取料最合理的是(　　)
答案　 A
解析　 注意木材的纹理趋向，顺纹锯割便于加工，并能提高木材的利用率；将没有疵点、纹理美观的一面作为正面，把缺陷的部分放背面。
1.从性能、成本及加工难易程度综合考虑，下列材料最适合制作台灯灯罩的是(　　)
A.KT板 　　 B.亚克力板
C.钢板 　　 D.密度板
答案　B
2.如图所示是1拖5中央空调(1个外机、5个内机)，在安装空调时，其内机与外机之间需要用密闭管道连通，使氟利昂可以在内、外机之间流动，最适合做密闭管道的材料是(　　)
A.铝合金 B.黄铜
C.铸铁 D.不锈钢板
答案　B
3.下列材料中最适合制作花盆盆体的是(　　)
A.实木板 B.铸铁
C.亚克力板 D.形状记忆合金
答案　C
解析　 选项C：性能优良、加工成型方便，价格比较低廉，选项正确。
4.如图所示是一笔记本电脑的散热管，管道需要良好的气密性，使冷却液或蒸汽可以来回流动。最适合做散热管的材料的是(　　)
A.铝合金 B.黄铜
C.不锈钢板 D.铸铁
答案　B
5.小明准备用木材制作一款托盆，该托盆由3类构件组装完成，以下关于3类构件的木材规划最合理的是(　　)
答案　A
解析　顺纹的板材抗拉、抗压、抗弯曲性能都较好，选择板材时应选择顺纹的；选择A。另外开槽时应尽可能少的切断纹路，保证其强度。
6.小明要制作一个如图所示的木质抽屉，从结构稳固程度考虑，下列有关侧板A和前板B的设计方案中最佳的是(　　)
答案　B
解析　根据木纹方向排除CD项，否则榫头处容易断裂；燕尾榫的强度比直角榫更高，所以B项的强度更高。
一、基础巩固篇
1.下列有关材料硬度的说法错误的是(　　)
A.硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标
B.硬度往往和材料的耐磨性和耐久性联系在一起
C.一般情况下，材料的硬度越高，其耐磨性越好
D.硬度是指物体抵抗发生弹性形变的能力
答案　D
2.在一定的温度范围内，能反复加热软化至熔融流动，冷却后能硬化成一定形状的塑料是热塑型塑料。在初次成型后形状固化，不能再次热熔或软化的塑料是热固型塑料。亚克力板需要折弯的部位放在塑料弯板机上，待亚克力板受热变软后将其折弯一定角度，所以亚克力板是(　　)
A.热塑性塑料 B.热固性塑料
答案　A
3.如图所示是小明设计制作的“悬浮”椅子，它属于一种张拉整体的浮动结构，由木材和刚性绳索构成，利用绳索与支柱在椅子中导入张力以达到稳固的形式。下列关于椅座2中4根相同椅脚的取料方案最合理的是(　　)
答案　C
解析　木料规划时应该避免木结疤，且要顺着木纹开料。故选C。
4.下列属于天然材料的是(　　)
A.铝合金 B.玻璃
C.木材 D.高温超导材料
答案　C
5.空调室外机支架如果强度不够，会给楼宇周围行人及设施带来很大的安全隐患。下列不适合做空调支架的材料是(　　)
A.角钢 B.镀锌钢板
C.不锈钢型材 D.PVC塑料
答案　D
6.如图所示的装置主要是测试木材的(　　)
A.抗压强度 B.抗拉强度
C.抗剪强度 D.抗扭强度
答案　C
7.测试木棍的抗弯强度，下列试验步骤不必要的是(　　)
A.将木棍的两端搁在两张桌子上
B.在木棍中间挂上钩码
C.观察并记录木棍断裂时钩码的重量
D.在木棍两端施加大小相等方向相反的力
答案　D
8.小明准备在木板上规划出如图中所示的两块支撑板，以下方案中最合理的是(　　)
答案　B
解析　木材具有各向异性，根据结构的受力情况，应选择顺纹方向。
9.小明打算制作一款如图a所示的木制收纳盒，板1的结构如图b所示。下列板2设计方案中最合理的是(　　)
答案　A
解析　木材规划处理时，为保证强度，应该顺纹截取，故B、C选项错误；板1和板2配合，故板2“少”的部分就是板1“多”的部分，故根据梯形的形状判断，D选项错误；最终可确定A选项正确。
10.小明用两块合适的杉木板进行如图所示的燕尾榫连接，由于杉木材质较软，且木材在不同方向上能承受的力相差较大，木材顺纹方向的抗拉强度是其横纹方向抗拉强度的10～20倍，下列方案最合理的是(　　)
答案　C
11.小明想在卫生间里设计一个浴巾架，用以悬挂毛巾。如图所示是小明从网上搜集的图片信息。之后小明对浴巾架进行了技术分析，下列分析合理的是(　　)
A.浴巾架可选用实木制作，不用涂漆
B.浴巾架各个构件之间的连接可选用铰连接
C.浴室湿度较大，可选用不锈钢作为原材料
D.浴巾架可选用钛合金，比较坚固
答案　C
解析　应注意产品使用环境以及产品需求。浴巾架应用在浴室湿度大，实木受潮易扭曲变形，构件用铰接强度不够容易散架，钛合金成本较高。
12.小明想利用木料边角制作木陀螺(一根转轴加一个惯性轮)，根据木材的特性，下面关于陀螺的轴及惯性轮的取料方案合理的是(　　)
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
答案　A
解析　本题考查木材的特性。木材因为具有各向异性，随方向的不同表现的性能不同，一般来说，顺纹方向强度最好。
13.如图为小伟设计的一种木质台灯，其高度在一定范围内连续可调。则下列构件1和构件2之间的连接件(虚线表示木材纹理)设计方案中最合理的是(　　)
答案　A
二、素养提升篇
1.小明家的厨房因为装修，需要购买橱柜内层板，下列板材最合适的是(　　)
答案　D
解析　本题考查材料规划。A.实木板不适合厨房间潮湿，易膨胀及变形后门会关不上；B.刨花板强度差，不适合做内层板；C.细木工板怕潮湿，易变形，不适合做橱柜内层板；D.三聚氰胺板表面平滑，硬度大，易维护清理，适合做在橱柜中。
2.从功能、强度、人机关系等角度分析，下列关于通用技术教室所使用的丝锥扳手及板牙扳手的设计方案最合适的是(　　)
答案　D
解析　本题考查结构与功能、结构的强度、人机关系、材料的性能与规划。攻丝和套丝需要丝锥扳手和板牙扳手具有足够的强度，选项中的材料钢材质强度最高，所以选择D。形状记忆合金的特点是人们可以在一定范围内根据需要改变合金的形状，到了某一特定的温度，它们又恢复到原来的形状。这里不需要这种特性。另外，防滑纹路可以让人使用时更舒适，两个扳手都需要。而丝锥扳手攻丝时的阻力更大，所以更需要防滑纹路。
3.如图所示是小明设计的乒乓球捡球器，捡球时推动硬质塑料滚轮滚动，使乒乓球从横条之间挤入内部。若横条采用同一种材料制作，下列材料中合适的是(　　)
A.弹力绳 B.铁丝
C.铜丝 D.不锈钢管
答案　A
解析　本题考查方案筛选。乒乓球要从横条中间挤入，说明要能发生明显形变，D不符合要求；为了避免乒乓球再掉出，需要一定回复力，BC不符合要求，故选A。
4.小明要制作一个木质衣架，从结构稳固程度考虑，下列方案中合理的是(　　)
答案　A
解析　从强度角度考虑，下面应设置斜撑杆，从材料规划角度考虑，应采用顺纹，所以选A。
5.下列图中所指部分材料选择不合理的是(　　)
答案　B
解析　插座在使用的时候，金属片通电会发热，此时插座外壳如用热塑性塑料，会因为热量而变形，引起安全事故，B选项错误。
6.桐木、杉木、杨木、松木的主要性能参数如下
木材名称 桐木 杉木 杨木 松木
密度(g/cm3) 0.25 0.39 0.42 0.438
硬度/N 1 138 1 824 2 540 2 640
体积收缩 10.6% 12.6% 10.2% 10.5%
家用五层落地书架，考虑到能放置更多的书，选用________材料最合适。
A.桐木 B.杉木
C.杨木 D.松木
答案　D
解析　五层落地书架需承受较大重量，应使用密度和硬度较大的松木，为减小相框对墙面挂钉的作用力，相框应选用密度小的桐木。
7.新型材料“碳纤维”没有金属材料的疲劳问题，可作为航空材料。如表所示是碳纤维(后三行)与金属材料的性能对比表，下列说法不正确的是(　　)
材料 密度(g/cm3) 拉伸强度(Mpa)
碳钢 7.8 490
不锈钢 7.9 820
铝合金 2.8 420
CFRP 1.6 1 760
GFRP 2.0 1 245
AFRP 1.4 1 373
A.相较于金属材料，碳纤维的优点是轻，密度一般在1400～2000 kg/m3
B.碳纤维抗拉强度高于相同横截面积的金属材料，具有密度小、强度高、抗疲劳能力强的优点
C.塑料、橡胶、木材、陶瓷属于非金属材料，碳纤维属于金属材料
D.碳纤维常用于制造飞机的外壳、火箭的燃料储藏罐等，为设计提供了更广泛的发展空间
答案　C
8.要制作六根孔明锁玩具，需要在一块厚度合适，大小足够的木材上取下六根木条来制作，在不考虑加工误差和损耗的情况下，下列四种规划方案合理的是(　　)
答案　C
9.如图是一款木质支撑脚，由构件1和构件2两个部分组成，关于构件2的材质和结构正确的选项是(　　)
答案　D
10.小明要制作一个木质挂架，从结构稳固程度考虑，下列方案中最合理的是(　　)
答案　B
解析　方案的设计要求是结构稳固，木材顺着纹路方向的承重能力较强，首先排除C、D；抗弯曲及抗压能力B方案好。所以选B。
11.如图所示是一款组合家具，可根据需要将床铺、书架、沙发、升降桌等组合在一起。请根据图片及其描述完成以下任务：
(1)下列分析中不正确的是________(A.护栏间距符合国际标准不卡手脚，体现了人机关系的安全目标；B.电动升降桌一键控制方便操作，体现了人机关系的高效目标；C.实木框架纹路自然，直线和曲线巧妙组合，遵循了设计的美观原则；D.可根据需要选择不同的组合方式，遵循了设计的技术规范原则)；
(2)构思设计方案时，先将家具分成床铺、书架、沙发、桌子等几部分，每部分单独构思多种方案后，再将各部分的构思方案重新组合成该组合家具的方案，该构思方法属于________(A.联想法；B.设问法；C.形态分析法；D.仿生法)；
(3)构思电动升降桌的升降结构时，机械部分选用________(A.原木材料；B.密度板材料；C.亚克力板材料；D.铝合金材料)最合适；
(4)小明准备在组合家具的左侧添加一个木质爬梯，爬梯通过角码和床铺连接。从安全和稳固性角度分析，以下结构设计和材料规划最合理的是________。
答案　(1)D　(2)C　(3)D　(4)C
解析　(1)技术规范是有关使用设备工序，执行工艺过程以及产品、劳动、服务质量要求等方面的准则和标准。该家具可采取不同组合方式，不能体现该原则。
(2)形态分析，是指从整体的思想出发来看待事物，把事物看成是几个功能部分的集合，然后把整体拆成几个功能部分，分别找出能够实现每一部分功能的所有方法，最后再将这些方法进行重新组合，根据分析评价结果最终形成多种设计方案。所以该构思方法属于形态分析法。
(3)机械部分需要强度高，所以选铝合金。
(4)木材的顺纹抗压和抗拉强度比横纹好，梯子踏板整体受弯曲，但上部受压，下部受拉，故排除AD；再从安全角度考虑，梯子倾斜放置更安全。所以选C。(共54张PPT)
课时2　材料的性能与规划
第六章　模型或原型的制作
目 录
CONTENTS
任务清单与知识构建
01
案例导学厘清重难点
02
随堂达标检测
03
课时分层训练
04
任务清单与知识构建
1
任务一　探究材料的性能与应用
1.材料是产品设计的物质条件，材料以其自身的特性影响着产品设计，维持产品功能的形态，满足产品功能的要求，它是人类生存和发展的物质基础，是人类社会现代文明的重要支柱。
2.在工程领域，一般将材料按化学成分分为__________、无机非金属材料、________________和复合材料四大类。木材、金属材料、塑料等都是常见的材料。
(1)木材是一种优良的造型材料，具有较好的强度性能及优良的加工性能。可分为__________和__________。
实木板材是指采用完整的木材(原木)制成的木板材。实木材料具有__________的特点，在自然条件下具有吸湿而______、解吸而______的特性。木材暴露在空气中时，容易受温度和湿度的影响，发生尺寸、形状和强度的变化，导致变形、______、扭曲和______等现象。
人造板材在幅面方向上的尺寸稳定性好，较实木而言适用范围广。包括密度板、________、胶合板、__________、三聚氰胺板等。
金属材料
有机高分子材料
实木板材
人造板材
各向异性
膨胀
收缩
开裂
翘曲
刨花板
细木工板
(2)金属材料是指由纯金属或合金构成的材料，具有金属光泽，有良好的______和______性能，以及优良的力学性能和可加工性能。金属材料的力学性能主要包括强度、______、______等，一般以抗拉强度作为判别金属强度的指标。
①硬度是衡量金属材料__________的一种性能指标，它直接影响材料的________和切削加工性。一般情况下材料的硬度越高，其耐磨性______。
②强度是指材料抵抗______和______的能力。强度是评定材料质量的重要力学性能指标，是设计中选用材料的主要依据之一。根据受力种类的不同，分为抗压、抗拉、抗弯、抗剪等。
导热
导电
刚度
硬度
软硬程度
耐磨性
越好
变形
断裂
(3)塑料是一种具有多种特性的材料。它原料来源广，性能优良(质轻、具有绝缘性、耐腐蚀性等)，加工成型方便，具有装饰性，而且价格比较低廉，广泛应用于仪器、仪表、家用电器、包装及日常生活用品等各领域。塑料可分为____________和____________。
①热塑性塑料受热后可多次成型，废料可回收再利用。
②热固性塑料是指在初次成型后形状固化下来，不能再次热熔或软化的塑料。
在隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等恶劣环境中使用的塑料，大部分是____________。
(4)新材料是指新出现的具有优异性能或特殊功能的材料，或传统材料改进后性能明显提高或产生新功能的材料。
热塑性塑料
热固性塑料
热固性塑料
任务二　选择和规划材料
1.在产品设计选择材料时，首先应该考虑材料的性能是否能满足产品的使用功能、使用环境、结构要求等。还需要考虑材料应具有良好的加工性能，符合造型设计中成型工艺、加工工艺和表面处理的要求，优先选择技术难度小、工艺简单、材料利用率高，并与加工设备及生产技术相适应的材料。
材料的价格和加工成本直接影响着产品的性价比。应在满足设计要求的基础上，结合材料的成本，优先选用资源丰富、价格低廉、质量上好的材料。选择材料时，安全是最基本的因素，材料的选择应充分考虑可能遇见的各种危险。
2.在规划材料时，一要做到__________、____________、____________、长材不短用。二要充分考虑材料的______、花纹和光泽，外用料要选择材质好、纹理美观、涂饰性能好的材料。三要考虑材料的__________和______等因素，保证各部件的顺利装配和作品的尺寸精度。
料尽其用
优材不劣用
大材不小用
颜色
加工余量
损耗
3.木材在规划配料时需要注意：①要预先在毛料上规划画线，根据产品所需部件的尺寸，在长、宽、厚等方面都放宽，留有锯割、刨削操作的______；
②尽可能避开毛料上对质量有影响的缺陷，做到因材使用；③注意木材的纹理趋向，______锯割便于加工，并能提高木材的利用率；④将没有疵点、纹理美观的一面作为______，把缺陷的部分放背面。
余量
顺纹
正面
案例导学厘清重难点
2
重难点1　探究材料的性能与应用
常见材料 名称 概念 特点
木材 实木板材 采用完整的木材(原木)制成的木板材 具有各向异性的特点，在自然条件下具有吸湿而膨胀、解吸而收缩的特性 木材质轻，具有易于加工和涂饰，隔热与绝缘的特点；有较好的强度性能以及优良的加工性能
人造板材 利用木材在加工过程中产生的边角废料，添加化工胶粘剂制作成的板材 人造板材在幅面方向上的尺寸稳定性好，较实木而言适用范围更广
常见 材料 金属材料 由纯金属或合金构成的材料 ①具有金属光泽
②有良好的导热和导电性能
③优良的力学性能和可加工性能
④其力学性能主要包括强度、刚度、硬度等
⑤一般以抗拉强度作为判别金属强度的指标
常见材料 塑料 热塑性塑料 在一定的温度范围内，能反复加热软化至熔融流动，冷却后能硬化成一定形状的塑料 受热后可多次成型，废料可回收再利用 ①多种特性
②原料来源广
③性能优良(质轻、具有绝缘性、耐腐蚀性等)
④加工成型方便
⑤具有装饰性
⑥价格比较低廉
热固性塑料 在初次成型后形状固化下来，不能再次热熔或软化的塑料 在隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等恶劣环境中使用的塑料，大部分是热固性塑料
新材料 新出现的具有优异性能或特殊功能的材料，或是传统材料改进后性能明显提高或产生新功能的材料
解析　由于是一款夏季户外活动服，所以防晒性能、透气性能、速干性能这些都是非常重要的，所以答案选A。
A
变式训练1 电器产品的底座材料选取时，一般需要考虑(　　)
A.绝缘性能 B.防晒性能
C.透气性能 D.速干性能
A
重难点2　选择和规划材料
选择材料 材料的性能 是否能满足产品的使用功能、使用环境、结构要求等
材料的工艺 ①材料应具有良好的加工性能
②符合造型设计中成型工艺、加工工艺和表面处理的要求
③优先选择技术难度小、工艺简单、材料利用率高，并与加工设备及生产技术相适应的材料
材料的成本 ①在满足设计要求的基础上，结合材料的成本，优先选用资源丰富、价格低廉、质量上好的材料
②选择材料时，安全是最基本的因素
规划材料 ①要做到料尽其用，优材不劣用，大材不小用，长材不短用
②要充分考虑材料的颜色、花纹和光泽，外用料要选择材质好、纹理美观、涂饰性能好的材料
③要考虑材料的加工余量和损耗等因素，保证各部件的顺利装配和作品的尺寸精度
例2 小明设计的雨伞木质挂架，安装在教室后面。从结构强度分析，其中最合理的是(　　)
解析　A和B连接后受力侧杆和横杆容易脱落。C选项雨伞挂在横杆上，横杆容易受弯曲形变，由木纹来看D选项合适。
D
变式训练2 如图所示是木箱的木板之间通过燕尾榫连接的结构，用一块实木板加工构件1, 下列选项中划线取料最合理的是(　　)
解析　 注意木材的纹理趋向，顺纹锯割便于加工，并能提高木材的利用率；将没有疵点、纹理美观的一面作为正面，把缺陷的部分放背面。
A
随堂达标检测
3
1.从性能、成本及加工难易程度综合考虑，下列材料最适合制作台灯灯罩的是(　　)
A.KT板 　　 B.亚克力板
C.钢板 　　 D.密度板
B
2.如图所示是1拖5中央空调(1个外机、5个内机)，在安装空调时，其内机与外机之间需要用密闭管道连通，使氟利昂可以在内、外机之间流动，最适合做密闭管道的材料是(　　)
A.铝合金 B.黄铜
C.铸铁 D.不锈钢板
B
3.下列材料中最适合制作花盆盆体的是(　　)
A.实木板 B.铸铁
C.亚克力板 D.形状记忆合金
C
解析　 选项C：性能优良、加工成型方便，价格比较低廉，选项正确。
4.如图所示是一笔记本电脑的散热管，管道需要良好的气密性，使冷却液或蒸汽可以来回流动。最适合做散热管的材料的是(　　)
A.铝合金 B.黄铜
C.不锈钢板 D.铸铁
B
5.小明准备用木材制作一款托盆，该托盆由3类构件组装完成，以下关于3类构件的木材规划最合理的是(　　)
A
解析　顺纹的板材抗拉、抗压、抗弯曲性能都较好，选择板材时应选择顺纹的；选择A。另外开槽时应尽可能少的切断纹路，保证其强度。
6.小明要制作一个如图所示的木质抽屉，从结构稳固程度考虑，下列有关侧板A和前板B的设计方案中最佳的是(　　)
B
解析　根据木纹方向排除CD项，否则榫头处容易断裂；燕尾榫的强度比直角榫更高，所以B项的强度更高。
4
课时分层训练
基础巩固篇
素养提升篇
D
2.在一定的温度范围内，能反复加热软化至熔融流动，冷却后能硬化成一定形状的塑料是热塑型塑料。在初次成型后形状固化，不能再次热熔或软化的塑料是热固型塑料。亚克力板需要折弯的部位放在塑料弯板机上，待亚克力板受热变软后将其折弯一定角度，所以亚克力板是(　　)
A.热塑性塑料
B.热固性塑料
A
3.如图所示是小明设计制作的“悬浮”椅子，它属于一种张拉整体的浮动结构，由木材和刚性绳索构成，利用绳索与支柱在椅子中导入张力以达到稳固的形式。下列关于椅座2中4根相同椅脚的取料方案最合理的是(　　)
C
解析　木料规划时应该避免木结疤，且要顺着木纹开料。故选C。
4.下列属于天然材料的是(　　)
A.铝合金 B.玻璃
C.木材 D.高温超导材料
C
D
6.如图所示的装置主要是测试木材的(　　)
A.抗压强度 B.抗拉强度
C.抗剪强度 D.抗扭强度
C
D
8.小明准备在木板上规划出如图中所示的两块支撑板，以下方案中最合理的是(　　)
B
解析　木材具有各向异性，根据结构的受力情况，应选择顺纹方向。
9.小明打算制作一款如图a所示的木制收纳盒，板1的结构如图b所示。下列板2设计方案中最合理的是(　　)
A
解析　木材规划处理时，为保证强度，应该顺纹截取，故B、C选项错误；板1和板2配合，故板2“少”的部分就是板1“多”的部分，故根据梯形的形状判断，D选项错误；最终可确定A选项正确。
10.小明用两块合适的杉木板进行如图所示的燕尾榫连接，由于杉木材质较软，且木材在不同方向上能承受的力相差较大，木材顺纹方向的抗拉强度是其横纹方向抗拉强度的10～20倍，下列方案最合理的是(　　)
C
11.小明想在卫生间里设计一个浴巾架，用以悬挂毛巾。如图所示是小明从网上搜集的图片信息。之后小明对浴巾架进行了技术分析，下列分析合理的是(　　)
A.浴巾架可选用实木制作，不用涂漆
B.浴巾架各个构件之间的连接可选用铰连接
C.浴室湿度较大，可选用不锈钢作为原材料
D.浴巾架可选用钛合金，比较坚固
C
解析　应注意产品使用环境以及产品需求。浴巾架应用在浴室湿度大，实木受潮易扭曲变形，构件用铰接强度不够容易散架，钛合金成本较高。
12.小明想利用木料边角制作木陀螺(一根转轴加一个惯性轮)，根据木材的特性，下面关于陀螺的轴及惯性轮的取料方案合理的是(　　)
A
解析　本题考查木材的特性。木材因为具有各向异性，随方向的不同表现的性能不同，一般来说，顺纹方向强度最好。
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
A
13.如图为小伟设计的一种木质台灯，其高度在一定范围内连续可调。则下列构件1和构件2之间的连接件(虚线表示木材纹理)设计方案中最合理的是(　　)
1.小明家的厨房因为装修，需要购买橱柜内层板，下列板材最合适的是(　　)
D
解析　本题考查材料规划。A.实木板不适合厨房间潮湿，易膨胀及变形后门会关不上；B.刨花板强度差，不适合做内层板；C.细木工板怕潮湿，易变形，不适合做橱柜内层板；D.三聚氰胺板表面平滑，硬度大，易维护清理，适合做在橱柜中。
D
2.从功能、强度、人机关系等角度分析，下列关于通用技术教室所使用的丝锥扳手及板牙扳手的设计方案最合适的是(　　)
解析　本题考查结构与功能、结构的强度、人机关系、材料的性能与规划。攻丝和套丝需要丝锥扳手和板牙扳手具有足够的强度，选项中的材料钢材质强度最高，所以选择D。形状记忆合金的特点是人们可以在一定范围内根据需要改变合金的形状，到了某一特定的温度，它们又恢复到原来的形状。这里不需要这种特性。另外，防滑纹路可以让人使用时更舒适，两个扳手都需要。而丝锥扳手攻丝时的阻力更大，所以更需要防滑纹路。
A
3.如图所示是小明设计的乒乓球捡球器，捡球时推动硬质塑料滚轮滚动，使乒乓球从横条之间挤入内部。若横条采用同一种材料制作，下列材料中合适的是(　　)
A.弹力绳 B.铁丝
C.铜丝 D.不锈钢管
解析　本题考查方案筛选。乒乓球要从横条中间挤入，说明要能发生明显形变，D不符合要求；为了避免乒乓球再掉出，需要一定回复力，BC不符合要求，故选A。
A
4.小明要制作一个木质衣架，从结构稳固程度考虑，下列方案中合理的是(　　)
解析　从强度角度考虑，下面应设置斜撑杆，从材料规划角度考虑，应采用顺纹，所以选A。
B
解析　插座在使用的时候，金属片通电会发热，此时插座外壳如用热塑性塑料，会因为热量而变形，引起安全事故，B选项错误。
D
6.桐木、杉木、杨木、松木的主要性能参数如下
解析　五层落地书架需承受较大重量，应使用密度和硬度较大的松木，为减小相框对墙面挂钉的作用力，相框应选用密度小的桐木。
木材名称 桐木 杉木 杨木 松木
密度(g/cm3) 0.25 0.39 0.42 0.438
硬度/N 1 138 1 824 2 540 2 640
体积收缩 10.6% 12.6% 10.2% 10.5%
家用五层落地书架，考虑到能放置更多的书，选用________材料最合适。
A.桐木 B.杉木 C.杨木 D.松木
C
材料 密度(g/cm3) 拉伸强度(Mpa)
碳钢 7.8 490
不锈钢 7.9 820
铝合金 2.8 420
CFRP 1.6 1 760
GFRP 2.0 1 245
AFRP 1.4 1 373
A.相较于金属材料，碳纤维的优点是轻，密度一般在1400～2000 kg/m3
B.碳纤维抗拉强度高于相同横截面积的金属材料，具有密度小、强度高、抗疲劳能力强的优点
C.塑料、橡胶、木材、陶瓷属于非金属材料，碳纤维属于金属材料
D.碳纤维常用于制造飞机的外壳、火箭的燃料储藏罐等，为设计提供了更广泛的发展空间
C
8.要制作六根孔明锁玩具，需要在一块厚度合适，大小足够的木材上取下六根木条来制作，在不考虑加工误差和损耗的情况下，下列四种规划方案合理的是(　　)
D
9.如图是一款木质支撑脚，由构件1和构件2两个部分组成，关于构件2的材质和结构正确的选项是(　　)
B
10.小明要制作一个木质挂架，从结构稳固程度考虑，下列方案中最合理的是(　　)
解析　方案的设计要求是结构稳固，木材顺着纹路方向的承重能力较强，首先排除C、D；抗弯曲及抗压能力B方案好。所以选B。
11.如图所示是一款组合家具，可根据需要将床铺、书架、沙发、升降桌等组合在一起。请根据图片及其描述完成以下任务：
(2)构思设计方案时，先将家具分成床铺、书架、沙发、桌子等几部分，每部分单独构思多种方案后，再将各部分的构思方案重新组合成该组合家具的方案，该构思方法属于________(A.联想法；B.设问法；C.形态分析法；D.仿生法)；
(3)构思电动升降桌的升降结构时，机械部分选用________(A.原木材料；B.密度板材料；C.亚克力板材料；D.铝合金材料)最合适；
(4)小明准备在组合家具的左侧添加一个木质爬梯，爬梯通过角码和床铺连接。从安全和稳固性角度分析，以下结构设计和材料规划最合理的是________。
答案　(1)D　(2)C　(3)D　(4)C
解析　(1)技术规范是有关使用设备工序，执行工艺过程以及产品、劳动、服务质量要求等方面的准则和标准。该家具可采取不同组合方式，不能体现该原则。
(2)形态分析，是指从整体的思想出发来看待事物，把事物看成是几个功能部分的集合，然后把整体拆成几个功能部分，分别找出能够实现每一部分功能的所有方法，最后再将这些方法进行重新组合，根据分析评价结果最终形成多种设计方案。所以该构思方法属于形态分析法。
(3)机械部分需要强度高，所以选铝合金。
(4)木材的顺纹抗压和抗拉强度比横纹好，梯子踏板整体受弯曲，但上部受压，下部受拉，故排除AD；再从安全角度考虑，梯子倾斜放置更安全。所以选C。课时2　材料的性能与规划
任务一　探究材料的性能与应用
1.材料是产品设计的物质条件，材料以其自身的特性影响着产品设计，维持产品功能的形态，满足产品功能的要求，它是人类生存和发展的物质基础，是人类社会现代文明的重要支柱。
2.在工程领域，一般将材料按化学成分分为________、无机非金属材料、________________和复合材料四大类。木材、金属材料、塑料等都是常见的材料。
(1)木材是一种优良的造型材料，具有较好的强度性能及优良的加工性能。可分为________和________。
实木板材是指采用完整的木材(原木)制成的木板材。实木材料具有________的特点，在自然条件下具有吸湿而________、解吸而________的特性。木材暴露在空气中时，容易受温度和湿度的影响，发生尺寸、形状和强度的变化，导致变形、________、扭曲和________等现象。
人造板材在幅面方向上的尺寸稳定性好，较实木而言适用范围广。包括密度板、________、胶合板、________、三聚氰胺板等。
(2)金属材料是指由纯金属或合金构成的材料，具有金属光泽，有良好的________和__________性能，以及优良的力学性能和可加工性能。金属材料的力学性能主要包括强度、__________、__________等，一般以抗拉强度作为判别金属强度的指标。
①硬度是衡量金属材料____________的一种性能指标，它直接影响材料的____________和切削加工性。一般情况下材料的硬度越高，其耐磨性________。
②强度是指材料抵抗________和________的能力。强度是评定材料质量的重要力学性能指标，是设计中选用材料的主要依据之一。根据受力种类的不同，分为抗压、抗拉、抗弯、抗剪等。
(3)塑料是一种具有多种特性的材料。它原料来源广，性能优良(质轻、具有绝缘性、耐腐蚀性等)，加工成型方便，具有装饰性，而且价格比较低廉，广泛应用于仪器、仪表、家用电器、包装及日常生活用品等各领域。塑料可分为________和____________。
①热塑性塑料受热后可多次成型，废料可回收再利用。
②热固性塑料是指在初次成型后形状固化下来，不能再次热熔或软化的塑料。
在隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等恶劣环境中使用的塑料，大部分是____________。
(4)新材料是指新出现的具有优异性能或特殊功能的材料，或传统材料改进后性能明显提高或产生新功能的材料。
任务二　选择和规划材料
1.在产品设计选择材料时，首先应该考虑材料的性能是否能满足产品的使用功能、使用环境、结构要求等。还需要考虑材料应具有良好的加工性能，符合造型设计中成型工艺、加工工艺和表面处理的要求，优先选择技术难度小、工艺简单、材料利用率高，并与加工设备及生产技术相适应的材料。
材料的价格和加工成本直接影响着产品的性价比。应在满足设计要求的基础上，结合材料的成本，优先选用资源丰富、价格低廉、质量上好的材料。选择材料时，安全是最基本的因素，材料的选择应充分考虑可能遇见的各种危险。
2.在规划材料时，一要做到________、____________、____________、长材不短用。二要充分考虑材料的________、花纹和光泽，外用料要选择材质好、纹理美观、涂饰性能好的材料。三要考虑材料的____________和________等因素，保证各部件的顺利装配和作品的尺寸精度。
3.木材在规划配料时需要注意：①要预先在毛料上规划画线，根据产品所需部件的尺寸，在长、宽、厚等方面都放宽，留有锯割、刨削操作的__________；②尽可能避开毛料上对质量有影响的缺陷，做到因材使用；③注意木材的纹理趋向，________锯割便于加工，并能提高木材的利用率；④将没有疵点、纹理美观的一面作为________，把缺陷的部分放背面。
重难点1　探究材料的性能与应用
常见材料 名称 概念 特点
木材 实木板材 采用完整的木材(原木)制成的木板材 具有各向异性的特点，在自然条件下具有吸湿而膨胀、解吸而收缩的特性 木材质轻，具有易于加工和涂饰，隔热与绝缘的特点；有较好的强度性能以及优良的加工性能
人造板材 利用木材在加工过程中产生的边角废料，添加化工胶粘剂制作成的板材 人造板材在幅面方向上的尺寸稳定性好，较实木而言适用范围更广
金属材料 由纯金属或合金构成的材料 ①具有金属光泽②有良好的导热和导电性能③优良的力学性能和可加工性能④其力学性能主要包括强度、刚度、硬度等⑤一般以抗拉强度作为判别金属强度的指标
塑料 热塑性塑料 在一定的温度范围内，能反复加热软化至熔融流动，冷却后能硬化成一定形状的塑料 受热后可多次成型，废料可回收再利用 ①多种特性②原料来源广③性能优良(质轻、具有绝缘性、耐腐蚀性等)④加工成型方便⑤具有装饰性⑥价格比较低廉
热固性塑料 在初次成型后形状固化下来，不能再次热熔或软化的塑料 在隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等恶劣环境中使用的塑料，大部分是热固性塑料
新材料 新出现的具有优异性能或特殊功能的材料，或是传统材料改进后性能明显提高或产生新功能的材料
例1 某服装企业准备设计生产一款夏季户外活动服，选用服装面料时不需要考虑面料的(　　)
A.绝缘性能 B.防晒性能
C.透气性能 D.速干性能
变式训练1 电器产品的底座材料选取时，一般需要考虑(　　)
A.绝缘性能 B.防晒性能
C.透气性能 D.速干性能
重难点2　选择和规划材料
选择材料 材料的性能 是否能满足产品的使用功能、使用环境、结构要求等
材料的工艺 ①材料应具有良好的加工性能②符合造型设计中成型工艺、加工工艺和表面处理的要求③优先选择技术难度小、工艺简单、材料利用率高，并与加工设备及生产技术相适应的材料
材料的成本 ①在满足设计要求的基础上，结合材料的成本，优先选用资源丰富、价格低廉、质量上好的材料②选择材料时，安全是最基本的因素
规划材料 ①要做到料尽其用，优材不劣用，大材不小用，长材不短用②要充分考虑材料的颜色、花纹和光泽，外用料要选择材质好、纹理美观、涂饰性能好的材料③要考虑材料的加工余量和损耗等因素，保证各部件的顺利装配和作品的尺寸精度
例2 小明设计的雨伞木质挂架，安装在教室后面。从结构强度分析，其中最合理的是(　　)
变式训练2 如图所示是木箱的木板之间通过燕尾榫连接的结构，用一块实木板加工构件1, 下列选项中划线取料最合理的是(　　)
1.从性能、成本及加工难易程度综合考虑，下列材料最适合制作台灯灯罩的是(　　)
A.KT板 B.亚克力板
C.钢板 D.密度板
2.如图所示是1拖5中央空调(1个外机、5个内机)，在安装空调时，其内机与外机之间需要用密闭管道连通，使氟利昂可以在内、外机之间流动，最适合做密闭管道的材料是(　　)
A.铝合金 B.黄铜
C.铸铁 D.不锈钢板
3.下列材料中最适合制作花盆盆体的是(　　)
A.实木板 B.铸铁
C.亚克力板 D.形状记忆合金
4.如图所示是一笔记本电脑的散热管，管道需要良好的气密性，使冷却液或蒸汽可以来回流动。最适合做散热管的材料的是(　　)
A.铝合金 B.黄铜
C.不锈钢板 D.铸铁
5.小明准备用木材制作一款托盆，该托盆由3类构件组装完成，以下关于3类构件的木材规划最合理的是(　　)
6.小明要制作一个如图所示的木质抽屉，从结构稳固程度考虑，下列有关侧板A和前板B的设计方案中最佳的是(　　)
：完成《课时精练》　第六章　课时2课时2　材料的性能与规划
一、基础巩固篇
1.下列有关材料硬度的说法错误的是(　　)
A.硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标
B.硬度往往和材料的耐磨性和耐久性联系在一起
C.一般情况下，材料的硬度越高，其耐磨性越好
D.硬度是指物体抵抗发生弹性形变的能力
2.在一定的温度范围内，能反复加热软化至熔融流动，冷却后能硬化成一定形状的塑料是热塑型塑料。在初次成型后形状固化，不能再次热熔或软化的塑料是热固型塑料。亚克力板需要折弯的部位放在塑料弯板机上，待亚克力板受热变软后将其折弯一定角度，所以亚克力板是(　　)
A.热塑性塑料 B.热固性塑料
3.如图所示是小明设计制作的“悬浮”椅子，它属于一种张拉整体的浮动结构，由木材和刚性绳索构成，利用绳索与支柱在椅子中导入张力以达到稳固的形式。下列关于椅座2中4根相同椅脚的取料方案最合理的是(　　)
4.下列属于天然材料的是(　　)
A.铝合金 B.玻璃
C.木材 D.高温超导材料
5.空调室外机支架如果强度不够，会给楼宇周围行人及设施带来很大的安全隐患。下列不适合做空调支架的材料是(　　)
A.角钢 B.镀锌钢板
C.不锈钢型材 D.PVC塑料
6.如图所示的装置主要是测试木材的(　　)
A.抗压强度 B.抗拉强度
C.抗剪强度 D.抗扭强度
7.测试木棍的抗弯强度，下列试验步骤不必要的是(　　)
A.将木棍的两端搁在两张桌子上
B.在木棍中间挂上钩码
C.观察并记录木棍断裂时钩码的重量
D.在木棍两端施加大小相等方向相反的力
8.小明准备在木板上规划出如图中所示的两块支撑板，以下方案中最合理的是(　　)
9.小明打算制作一款如图a所示的木制收纳盒，板1的结构如图b所示。下列板2设计方案中最合理的是(　　)
10.小明用两块合适的杉木板进行如图所示的燕尾榫连接，由于杉木材质较软，且木材在不同方向上能承受的力相差较大，木材顺纹方向的抗拉强度是其横纹方向抗拉强度的10～20倍，下列方案最合理的是(　　)
11.小明想在卫生间里设计一个浴巾架，用以悬挂毛巾。如图所示是小明从网上搜集的图片信息。之后小明对浴巾架进行了技术分析，下列分析合理的是(　　)
A.浴巾架可选用实木制作，不用涂漆
B.浴巾架各个构件之间的连接可选用铰连接
C.浴室湿度较大，可选用不锈钢作为原材料
D.浴巾架可选用钛合金，比较坚固
12.小明想利用木料边角制作木陀螺(一根转轴加一个惯性轮)，根据木材的特性，下面关于陀螺的轴及惯性轮的取料方案合理的是(　　)
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
13.如图为小伟设计的一种木质台灯，其高度在一定范围内连续可调。则下列构件1和构件2之间的连接件(虚线表示木材纹理)设计方案中最合理的是(　　)
二、素养提升篇
1.小明家的厨房因为装修，需要购买橱柜内层板，下列板材最合适的是(　　)
2.从功能、强度、人机关系等角度分析，下列关于通用技术教室所使用的丝锥扳手及板牙扳手的设计方案最合适的是(　　)
3.如图所示是小明设计的乒乓球捡球器，捡球时推动硬质塑料滚轮滚动，使乒乓球从横条之间挤入内部。若横条采用同一种材料制作，下列材料中合适的是(　　)
A.弹力绳 B.铁丝
C.铜丝 D.不锈钢管
4.小明要制作一个木质衣架，从结构稳固程度考虑，下列方案中合理的是(　　)
5.下列图中所指部分材料选择不合理的是(　　)
6.桐木、杉木、杨木、松木的主要性能参数如下
木材名称 桐木 杉木 杨木 松木
密度(g/cm3) 0.25 0.39 0.42 0.438
硬度/N 1 138 1 824 2 540 2 640
体积收缩 10.6% 12.6% 10.2% 10.5%
家用五层落地书架，考虑到能放置更多的书，选用________材料最合适。
A.桐木 B.杉木 C.杨木 D.松木
7.新型材料“碳纤维”没有金属材料的疲劳问题，可作为航空材料。如表所示是碳纤维(后三行)与金属材料的性能对比表，下列说法不正确的是(　　)
材料 密度(g/cm3) 拉伸强度(Mpa)
碳钢 7.8 490
不锈钢 7.9 820
铝合金 2.8 420
CFRP 1.6 1 760
GFRP 2.0 1 245
AFRP 1.4 1 373
A.相较于金属材料，碳纤维的优点是轻，密度一般在1400～2000 kg/m3
B.碳纤维抗拉强度高于相同横截面积的金属材料，具有密度小、强度高、抗疲劳能力强的优点
C.塑料、橡胶、木材、陶瓷属于非金属材料，碳纤维属于金属材料
D.碳纤维常用于制造飞机的外壳、火箭的燃料储藏罐等，为设计提供了更广泛的发展空间
8.要制作六根孔明锁玩具，需要在一块厚度合适，大小足够的木材上取下六根木条来制作，在不考虑加工误差和损耗的情况下，下列四种规划方案合理的是(　　)
9.如图是一款木质支撑脚，由构件1和构件2两个部分组成，关于构件2的材质和结构正确的选项是(　　)
10.小明要制作一个木质挂架，从结构稳固程度考虑，下列方案中最合理的是(　　)
11.如图所示是一款组合家具，可根据需要将床铺、书架、沙发、升降桌等组合在一起。请根据图片及其描述完成以下任务：
(1)下列分析中不正确的是________(A.护栏间距符合国际标准不卡手脚，体现了人机关系的安全目标；B.电动升降桌一键控制方便操作，体现了人机关系的高效目标；C.实木框架纹路自然，直线和曲线巧妙组合，遵循了设计的美观原则；D.可根据需要选择不同的组合方式，遵循了设计的技术规范原则)；
(2)构思设计方案时，先将家具分成床铺、书架、沙发、桌子等几部分，每部分单独构思多种方案后，再将各部分的构思方案重新组合成该组合家具的方案，该构思方法属于________(A.联想法；B.设问法；C.形态分析法；D.仿生法)；
(3)构思电动升降桌的升降结构时，机械部分选用________(A.原木材料；B.密度板材料；C.亚克力板材料；D.铝合金材料)最合适；
(4)小明准备在组合家具的左侧添加一个木质爬梯，爬梯通过角码和床铺连接。从安全和稳固性角度分析，以下结构设计和材料规划最合理的是________。
一、基础巩固篇
1．D　2.A
3．C　[木料规划时应该避免木结疤，且要顺着木纹开料。故选C。]
4．C　5.D　6.C　7.D
8．B　[木材具有各向异性，根据结构的受力情况，应选择顺纹方向。]
9．A　[木材规划处理时，为保证强度，应该顺纹截取，故B、C选项错误；板1和板2配合，故板2“少”的部分就是板1“多”的部分，故根据梯形的形状判断，D选项错误；最终可确定A选项正确。]
10．C
11．C　[应注意产品使用环境以及产品需求。浴巾架应用在浴室湿度大，实木受潮易扭曲变形，构件用铰接强度不够容易散架，钛合金成本较高。]
12．A　[本题考查木材的特性。木材因为具有各向异性，随方向的不同表现的性能不同，一般来说，顺纹方向强度最好。]
13．A
二、素养提升篇
1．D　[本题考查材料规划。A.实木板不适合厨房间潮湿，易膨胀及变形后门会关不上；B.刨花板强度差，不适合做内层板；C.细木工板怕潮湿，易变形，不适合做橱柜内层板；D.三聚氰胺板表面平滑，硬度大，易维护清理，适合做在橱柜中。]
2．D　[本题考查结构与功能、结构的强度、人机关系、材料的性能与规划。攻丝和套丝需要丝锥扳手和板牙扳手具有足够的强度，选项中的材料钢材质强度最高，所以选择D。形状记忆合金的特点是人们可以在一定范围内根据需要改变合金的形状，到了某一特定的温度，它们又恢复到原来的形状。这里不需要这种特性。另外，防滑纹路可以让人使用时更舒适，两个扳手都需要。而丝锥扳手攻丝时的阻力更大，所以更需要防滑纹路。]
3．A　[本题考查方案筛选。乒乓球要从横条中间挤入，说明要能发生明显形变，D不符合要求；为了避免乒乓球再掉出，需要一定回复力，BC不符合要求，故选A。]
4．A　[从强度角度考虑，下面应设置斜撑杆，从材料规划角度考虑，应采用顺纹，所以选A。]
5．B　[插座在使用的时候，金属片通电会发热，此时插座外壳如用热塑性塑料，会因为热量而变形，引起安全事故，B选项错误。]
6．D　[五层落地书架需承受较大重量，应使用密度和硬度较大的松木，为减小相框对墙面挂钉的作用力，相框应选用密度小的桐木。]
7．C　8.C　9.D
10．B　[方案的设计要求是结构稳固，木材顺着纹路方向的承重能力较强，首先排除C、D；抗弯曲及抗压能力B方案好。所以选B。]
11．(1)D　(2)C　(3)D　(4)C
解析　(1)技术规范是有关使用设备工序，执行工艺过程以及产品、劳动、服务质量要求等方面的准则和标准。该家具可采取不同组合方式，不能体现该原则。
(2)形态分析，是指从整体的思想出发来看待事物，把事物看成是几个功能部分的集合，然后把整体拆成几个功能部分，分别找出能够实现每一部分功能的所有方法，最后再将这些方法进行重新组合，根据分析评价结果最终形成多种设计方案。所以该构思方法属于形态分析法。
(3)机械部分需要强度高，所以选铝合金。
(4)木材的顺纹抗压和抗拉强度比横纹好，梯子踏板整体受弯曲，但上部受压，下部受拉，故排除AD；再从安全角度考虑，梯子倾斜放置更安全。所以选C。

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