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第一单元 结构与设计 复习学案
设计：王涛 审核：赵振锋
【复习目标】
1．能从力学角度了解结构的概念，能对简单的结构实例进行分类。★
2．能结合简单的结构案例，分析结构是如何承受力的。★
3．理解结构的稳定性和影响结构稳定性的主要因素。★★★
4．将结构的形状、材料、连接方式等方面对结构强度的影响运用到常见的设计，并对不同领域中的一些案例进行分析、优化和改进。★★★
5．理解结构与功能的关系，能对一个简单的对象进行结构设计，绘出简单的设计图纸。★
6．学会对结构的设计案例进行评价。★
【课前预习案】
一、结构的涵义
1、结构是指物体的各组成部分之间的 和 。
2、结构的本质：结构是可承受一定应力的物体形态，可用来抵抗引起 和 改变的力。 简单地说，结构是为了 和 ，这便是结构的本质。
二、结构的类型并举例说明（从力学的架构与形态考虑）
结构分类 概念 受力特点 举例
结构体本身是实心的结构 外力分布在整个体积中 实心墙、大坝
由细长的构件组成的结构 支撑空间而不充满空间 输电铁塔、脚手架
结构体是层状的结构 外力作用在结构体的表面上 贝壳、头盔
三、构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭曲力和弯曲力，对应的变形形式：拉伸、压缩、剪切、扭转和弯曲。（此题为连线题）
拉力 两个距离很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物体的平行力 拔河
压力 物体反承受的拉拽力 剪刀
剪切力 反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力 拧衣服
扭转力 挤压物体的力 弯弓
弯曲力 作用于物体，使它产生弯曲的力 压路机
四、应力与强度
1、内力:外力使构件发生变形的同时,构件内部分子之间随之产生一种抵抗变形的抵抗力,称为 。内力,是用来抵抗外力与变形,并力图使变形部分复原的力.
2、应力:作用在单位面积上的内力称为 。当应力达到某一极限值时，结构就会遭到破坏。这个极限值叫做容许应力。应力公式如下： 。应力σ的计量单位为 。用应力来衡量强度，既科学又准确。
五、影响结构强度的主要因素: 、 、 等。
1、 ：构成形状略作改变，强度就会改变。结构的形状可分为两类：一是结构的外部形状，二是结构的构件截面形状。三角形是框架结构中最基本的形状之一,它结实、稳定，所用材料最少。
2、 ：不同的材料有承受不同应力极限的能力。形状相同，材料不同，强度就不同。
3、 （结构的连接）：不同的连接方式，受力传递方式和效果不一样。构件的连接方式不同，强度也不同，不同的材料对应有不同的连接方式。
构件之间的连接方式常见的有两类两类：
（1） （可相对运动式）：被连接的构件在连接处不能相对移动，但可相对转动，具体有松螺栓、松铆等。如： 。
（2） （不可相对运动）：被连接的构件在连接处既不能相对移动，也不能相对转动，具体有榫接、胶接、焊接等，如： 。
六、结构的稳定性
1、 :是指结构具有阻碍翻倒或移动的特性.或者说，结构的稳定性是指结构在负载的作用下维持其原有 的能力。
2、影响结构的稳定性因素： 、 和 ，还有 。
注意：①运动状态下与静止状态下物体的稳定条件有所不同。如：自行车，高空走钢丝手持长杆。②结构不稳定也有其用途，比如利用倒置的酒瓶的不稳定作地震警报。
七、结构设计应考虑的主要因素： 、 、 、 、 、 、 等。
八、经典结构设计的欣赏：可以从 与 两个角度进行。
（1）技术的角度主要有：结构功能、稳固耐用、造型设计的创意和表现力、材料使用的合理性，工艺制造的精湛程度等。
（2）文化的角度主要有：文化寓意与传达，公众认可的美学原则，反映的时代、民族、习俗方面的特征、结构的个性特征等。
要避免太功利化，除满足人的物质需求外，还要关注人的审美准则、民族特色、生态文化。
【课堂学习案】
＄1[合作探究]
以“结构与设计”为主题，以小组为单位，合作完成本单元的知识结构图。
＄2[当堂检测]
★1、结构的本质是（ ）
A、构成自身的空间形态B、物体各个组成部分的叠加
C、承受力和抵抗变形 D、物体的主体框架和构造形式
2、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、鱼钩 D、飞机
3、分析下列物体的结构类型，判断哪个属于实体结构。（ ）
A、电灯泡 B、乒乓球 C、橡皮檫 D、篮球
4、下列选项中，属于框架结构的是（）
A、房屋的墙体B、中国万里长城C、化工厂的储油罐D、教室的门窗
5、分析下列物体的结构类型，判断哪个不属于壳体结构。（ ）
A、摩托车头盔 B、圆形陶瓷饰品 C、贝类 D、金字塔　
★6、2008年北京奥运会主会场被人们亲切地称做“鸟巢”。 因其主体由一系列辐射式钢状结构旋转而成，酷似中国瓷器裂纹和“鸟巢”形状，而得名“鸟巢”。“鸟巢”的结构采用的是 结构，在其设计过程中，充分体现了哪些设计原则 。
①这种“鸟巢”结构的特点是（ ） 。 A外力分布在整个体积内 B构件支撑空间而不充满空间 C外力作用在“鸟巢”表面 D符合中国古代建筑风格
②“鸟巢”设计方案的修改涉及VIP专用逃生通道以及观众席逃生通道的设计，便于在遭遇突发事件时大大缩短观众逃生时间，这种设计体现的人机关系是____________。
★7、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、弯曲力和扭转力B、弯曲力和压力
C、剪切力和拉力D、扭转力和压力
8、用打气筒给自行车打气时，打气筒活塞杆的受力形式是（）。
A、始终承受拉力B、始终承受压力
C、下压时承受压力 D、上提时承受压力
9、材质相同，截面粗细不同的两个杆件，在相同的拉力作用下，遭受破坏的程度不一样，细截面的杆件先被破坏，原因是（ ）
A、截面越大，杆件的内力越大 B、截面越小，杆件的内力越小
C、截面越大，杆件单位面积承受的应力越大 D、截面越小，杆件单位面积承受的应力越大
10、我们经常看到马路旁边的广告牌后面的支撑架是三角结构的，从这种现象中我们看出以下哪个因素（ ）影响着结构强度？ A、材料B、形状C、构件 D、连接方式
11、一般情况下，不锈钢杯比纸杯的强度大，这说明了结构的强度与下面那个因素有关。（ ）
A、重点位置 B、结构的材料 C、结构的形状 D、综合利用以上各因素
★12、钢筋擅长抗拉力，混凝土擅长抗压力。如下图，楼板和阳台的加固钢筋位置都安装正确的是（ ）。
13、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。
根据上面一段文字材料分析：木结构的各个构件，它们之间的连接方式是( 　 )。
A、榫接 B、铰连接 C、刚连接 D、焊接
14、下列结构中，构件之间的连接不是铰连接的是（ ）
A、教室门与门框的连接B、篮球框与篮板的连接
C、自行车刹车柄与车把的连接D、折叠伞伞骨间的连接
15、人们利用啤酒瓶倒置来预报地震，主要是根据啤酒瓶倒置时，它是根据（　　）原理实现的。
A．重心下移，稳定性降低 B．重心上移，稳定性降低
C．重心下移，稳定性增加 D．重心上移，稳定性增加
16、2007年8月3日下午五点左右，一场13 级的大风暴雨”突袭”上海国际赛车场．导致临时看台的座椅被整体掀翻，吹倒在 Fl 赛道上．但整体结构基本未被破坏。从结构与力角度分析．这主要反映了座椅结构的什么问题？（ ）
A、结构强度不高 B、安放位置不合C、结构稳定性不高 D、不属于以上问题
17、设计一个方便人户外活动携带，保护卫生、无环境污染的水壶，则产品的结构是（）
A 、折叠式不锈钢杯 B、塑料壶 C、一次性杯D、铁水壶
18、以下哪个不是奥运火炬“祥云”结构设计过程中考虑的主要因素是（）
A、材料 B、环保 C、文化 D、使用者的个性化需求
19、赏析结构设计作品，可从技术角度和文化角度进行，下面不属于技术角度的是（）
A、结构的稳固耐用 B、材料的使用 C、工艺的精湛程度 D、公众认可的美学原则
20、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
★21、传统中国风筝的工艺概括起来只有四个字：扎、糊、绘、放，简称“四艺”。简单地理解这“四艺”即扎架子，糊纸面，绘花彩，放风筝。而这“四艺” 的综合运用就是要风筝的设计与创新达到更高的水平。为了设计出更好的风筝，技术的( )贯穿于整个工艺过程。
A、目的性 B、创新性 C、综合性 D、两面性
【课后拓展案】
肯
尼迪图书馆　真正使贝聿铭声名远扬，跻身于世界级建筑大师行列的是对约翰 ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )肯尼迪图书馆的设计和建造。一九六四年，为纪念已故美国总统约翰·肯尼迪，决定在波士顿港口建造一座永久性建筑物－－约翰 肯尼迪图书馆。起初，肯尼迪家族在一大群应选的一流建筑师中没有太注意贝聿铭这位「初生之犊」，但当他生动地 ( http: / / www.21cnjy.com / " \l "0$b74124f3277dc24d342acc3c" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )描述了根据建筑场地所作的设计、建筑材料的选用、以及如何赋予这座建筑物以特殊的目的和意义之后，深深地获得了肯尼迪遗孀杰奎林的激赏。她断言：“贝聿铭的唯美世界无人可与之相比，我再三考虑后选择了他。”这座建造了十五年之久。于一九七九年落成的图书馆，由于设计新颖、造型大胆、技术高超，在美国建筑界引起轰动。被公认是美国建筑史上最佳杰作之一。美国建筑界宣布一九七九年是“贝聿铭年”，授予他该年度的美国建筑学院金质奖章。
内力：构件在外力作用下会变形，同时构件内部各质点之间的作用力发生改变。
1.广义：事物各个组成部分的有序搭配和排列。
1.结构的定义
2.狭义：可承受一定应力的物体形态。
构件：事物各个组成部分。
1.认识结构
应力：构件单位截面面积所受的内力
2.探究结构
结构与设计
3.
4.
绘制知识结构图的流程：
（1）选取一个要制作知识图的知识领域；
（2）确定关键知识点和相应的等级；
（3）初步拟定知识图的纵向分层和横向分支；
（4）建立知识点之间的连接，并在连线上用连接词标明两者之间的关系；
（5）在以后的学习中不断修改和完善。

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