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通用技术
必修2 技术与设计2
第一章 结构及其设计
一、章节体系
二、知识点
1.1 　认识结构
(一)感知不同的结构
结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
(二)认识结构与力
从力学的角度看，结构是指可承受一定力的物体形态，结构可以抵抗能引起形状
和大小改变的力。
力的类型 图示 受力特点 案例
受压 构件两端承受沿轴线方向的压力 工作中的千斤顶
受拉 构件两端承受沿轴线方向的拉力 斜拉桥的拉索
受弯曲 在通过构件轴线的平面内，承受垂直于构件轴线的外力或外力偶的作用 人吊单杠
受扭转 构件两端受到两个在垂直于轴线平面内的力偶作用，两力偶大小相等，转向相反 受拧的水管
受剪切 构件承受两个作用线相距很近大小相等、方向相反的力 用剪刀剪铁皮
（三）了解结构的分类
按形态分类：实体结构、框架结构和壳体结构。
实体结构：利用自身来承受荷载，主要承受压力。
框架结构：通过条状物的连接来承受荷载，既能承受压力又能够承受拉力。如铁架塔、建筑用脚手架、厂房的框架等。
壳体结构：通过层状的结构壳形来传递力和承受荷载，特别是当壳形顶部受到压力时，
它能将力均匀扩散。如摩托车头盔、飞机外壳等。
　1.2　探究结构
（一）结构的稳定性
结构的稳定性是指结构在荷载的作用下维持其原有平衡形式的能力。
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。
重心越低，结构越稳定。为了结构稳定，要求重心垂线落在支撑面内。
支撑面越大，结构越稳定。支撑面是指支撑结构（地面）接触部分所围成的面。
几何形状要科学合理，结构才更加稳定。采用三角形结构可增强结构的稳定性。
（二）结构的强度
（一）强度与应力
内力是由外力引起的，是对变形的一种抵抗。
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。
构件单位横截面面积所受的内力称为构件的应力。
σ = N/A （σ：应力，N：内力，A：：横截面面积）
（二）强度与材料
结构的强度：与材料有关，与结构的形状有关（包括构件的形状，构件横截面形状），构件连接处的强度有关。
（三）结构的连接
连接就是通过一定的方式把两件或两件以上的物体连在一起。
铰结：被连接的构件在连接处不能相对移动，但可相对转动。如松螺栓、销接等。
刚结：被连接的构件在连接处既不能相对移动，又不能相对转动。如胶接、焊接等。
结构的强度和稳定性试验
技术试验是解决技术问题的重要方法。
　1.3　设计结构
结构设计属于设计的一种类型，它必须遵循一般的设计方法和过程。
结构设计不但要考虑它的功能要求，还必须考虑它的受力情况、安全性、稳定性、强度、连接。
结构不仅是事物存在的一种形式，而且对事物的功能和作用产生着直接影响。事物的结构决定了其功能。
结构设计应以一种或几种功能的实现为基本目标，应满足设计规范，满足使用者的基本需要。
1.4　典型结构的欣赏
欣赏结构：一是从历史、文化的角度，二是从技术的角度。
（一）建筑结构与历史、文化
文化的角度：结构的文化寓意与传达，公众认可的美学原则，反映时代、民族、习俗方面的特征，结构的个性特征等。
（二）建筑结构与技术
技术的角度：结构的使用功能的实现，结构的稳固耐用，结构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。
三、学业测试
一、单选题
1．如图所示的洒水车，它装水的水罐属于基本结构类型中的
A．实体结构
B．框架结构
C．壳体结构
D．组合结构
2．如图所示的重庆朝天门长江大桥，其主体结构属于基本结构类型中的
A．实体结构
B．框架结构
C．壳体结构
D．组合结构
3．如图所示的房屋土墙，采用黏土夯实修建，可承受一定的压力，该土墙属于基本结构类型中的
A．实体结构
B．框架结构
C．壳体结构
D．组合结构
4．“山城棒棒军”讲述的是一群进城农民工在重庆朝天门码头、菜园坝火车站等地，靠着一根竹棒、两条绳索，下力讨生活的故事。如图所示是一位“棒棒军”正在用一根竹棒帮别人挑货物时的场景。“棒棒军”在挑起货物后，由于货物太重，竹棒突然断裂。于是他向一个朋友借了一根一样粗细的木棒，完成了这一趟活。此案例中影响结构强度的主要因素是
A．构件横截面形状
B．结构的形状
C．材料
D．构件的连接方式
5．下列结构中，属于壳体结构的是
A．锅盖 B．筷子篓 C．石凳 D．烧烤架
6. 如图所示的小木床，下列分析不恰当的是
A．木床整体属于实体结构
B．木床的脚安装有斜拉金属条，主要是起到固定结
构形状的作用
C．木床中间增加一个支撑脚，可以增大承重量
D．木床的脚主要承受压力，所以要结实才行
7．如图所示是一辆折叠滑板车，下列关于该滑板车的评价不恰当的是
A．可折叠设计，能缩小所占空间，方便携带
B．折叠处采用铰连接，会降低滑板车的强度
C．采用优质铝合金材料，轻便环保
D．可折叠设计，降低了结构的稳定性
8．如图所示是某汽油机的基本结构图，当气缸中的气体膨胀引起活塞向下运动时，活塞和连杆的主要受力形式是
A．活塞受拉、连杆受拉
B．活塞受压、连杆剪切
C．活塞受拉、连杆弯曲
D．活塞受压、连杆受压
如图所示为一款木制毛笔笔架，请根据所学知识完成9-10问题。
9．当对该笔架施加推力时，它很容易翻倒，为了提高它的稳定性，下列措施最合理的是
A．增加笔架高度
B．用强度更高的铝合金材料
C．笔架木材采用榫接连接方式
D．适当增大笔架底座支撑面积
10．笔架两侧支撑杆的主要受力为
A．受压 B．受拉 C．受扭转 D．受剪切
11．在下列操作过程中，主要受力形式为压力和扭转力的是
A．锉削过程中的锉刀 B．正在锯木头的锯条
C．正在钻孔的钻头 D．正在剪纸的剪刀
如图所示是一款超轻铝合金帐篷，骨架采用高强度轻质的铝合金，可折叠，携带方便。它不仅拆卸简单，还可以在5分钟内完成组装。请根据所学知识完成12-14题
12．帐篷骨架采用高强度轻质的铝合金，带来的好处有：①大大降低帐篷的重量；②防止生锈；③提高帐篷的强度
A．①②③
B．②③
C．①②
D．①③
13．以下关于帐篷设计的建议，不合理的是
A．帐篷采用不易渗水的面料
B．帐篷框架构件之间全部采用焊接
C．帐篷采用防腐面料
D．帐篷采用速干面料
14．该帐篷的四个柱子的横截面都是空心矩形结构，其目的不是为了
A．强度更高
B．降低重量
C．更省材料
D．防止帐篷被风吹走
15.下列物体都涉及构件的连接，其中构件连接属于榫卯连接的是
A. B. C. D.
二、判断题
16．结构是指可承受一定应力的物体形态，结构可以抵抗能引起物体形状和大小改变的力，结构都是天然形成的。
17．实体结构利用自身来承受荷载，主要承受拉力。
18．框架结构通过条状物的连接来承受荷载，既可以承受压力又能够承受拉力。
19．壳形结构通过壳体来传递力和承受荷载，当壳形顶部受到压力时，所受的力集中在顶部受力点。
20．结构在荷载的作用下维持其原有的平衡形式的能力叫做结构的稳定性。
21．在工程技术中，不允许任何构件在正常工作情况时被破坏，这就要求构件和材料必须具有抵抗破坏的能力，这种能力称作强度。
22．结构欣赏主要从两个角度去考虑，一是从技术的角度，二是从历史、思想文化的角度。
23．结构的稳定性与它的几何形状、接触面积的大小和重心位置的高低无关。
24．结构的强度与所用材料、材料的形状，以及结构之间的连接方式有关。
25．焊接属于铰连接，榫接属于钢连接。
三、分析题
26．如图所示的是某款商用不锈钢绞肉、灌肠一体机。请结合所学知识回答下列问题：
（1）该绞肉、灌肠机的箱体、底座部分分别属于什么结构类型。
箱体 、底座。
（2）该绞肉、灌肠机的尺寸标注 850、570、400分别代表的尺寸意义是什么？ 、 、 。（选填：长、宽、高）。图中尺寸标注的单位是 米，标注错误的尺寸是 。
（3）请简易说明如何实现灌肠功能。
通用技术
必修2 技术与设计2
第一章 结构及其设计
一、章节体系
二、知识点
1.1 　认识结构
(一)感知不同的结构
结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
(二)认识结构与力
从力学的角度看，结构是指可承受一定力的物体形态，结构可以抵抗能引起形状
和大小改变的力。
力的类型 图示 受力特点 案例
受压 构件两端承受沿轴线方向的压力 工作中的千斤顶
受拉 构件两端承受沿轴线方向的拉力 斜拉桥的拉索
受弯曲 在通过构件轴线的平面内，承受垂直于构件轴线的外力或外力偶的作用 人吊单杠
受扭转 构件两端受到两个在垂直于轴线平面内的力偶作用，两力偶大小相等，转向相反 受拧的水管
受剪切 构件承受两个作用线相距很近大小相等、方向相反的力 用剪刀剪铁皮
（三）了解结构的分类
按形态分类：实体结构、框架结构和壳体结构。
实体结构：利用自身来承受荷载，主要承受压力。
框架结构：通过条状物的连接来承受荷载，既能承受压力又能够承受拉力。如铁架塔、建筑用脚手架、厂房的框架等。
壳体结构：通过层状的结构壳形来传递力和承受荷载，特别是当壳形顶部受到压力时，
它能将力均匀扩散。如摩托车头盔、飞机外壳等。
　1.2　探究结构
（一）结构的稳定性
结构的稳定性是指结构在荷载的作用下维持其原有平衡形式的能力。
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。
重心越低，结构越稳定。为了结构稳定，要求重心垂线落在支撑面内。
支撑面越大，结构越稳定。支撑面是指支撑结构（地面）接触部分所围成的面。
几何形状要科学合理，结构才更加稳定。采用三角形结构可增强结构的稳定性。
（二）结构的强度
（一）强度与应力
内力是由外力引起的，是对变形的一种抵抗。
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。
构件单位横截面面积所受的内力称为构件的应力。
σ = N/A （σ：应力，N：内力，A：：横截面面积）
（二）强度与材料
结构的强度：与材料有关，与构件的形状有关，与横截面形状也有关，构件连接处的强度有关。
（三）结构的连接
连接就是通过一定的方式把两件或两件以上的物体连在一起。
铰结：被连接的构件在连接处不能相对移动，但可相对转动。如松螺栓、销接等。
刚结：被连接的构件在连接处既不能相对移动，又不能相对转动。如胶接、焊接等。
结构的强度和稳定性试验
技术试验是解决技术问题的重要方法。
　1.3　设计结构
结构设计属于设计的一种类型，它必须遵循一般的设计方法和过程。
结构设计不但要考虑它的功能要求，还必须考虑它的受力情况、安全性、稳定性、强度、连接。
结构不仅是事物存在的一种形式，而且对事物的功能和作用产生着直接影响。事物的结构决定了其功能。
结构设计应以一种或几种功能的实现为基本目标，应满足设计规范，满足使用者的基本需要。
1.4　典型结构的欣赏
欣赏结构：一是从历史、文化的角度，二是从技术的角度。
（一）建筑结构与历史、文化
文化的角度：结构的文化寓意与传达，公众认可的美学原则，反映时代、民族、习俗方面的特征，结构的个性特征等。
（二）建筑结构与技术
技术的角度：结构的使用功能的实现，结构的稳固耐用，结构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。
三、学业测试
一、单选题
1．如图所示的洒水车，它装水的水罐属于基本结构类型中的
A．实体结构
B．框架结构
C．壳体结构
D．组合结构
【答案】：C
【解析】：水罐符合壳体结构的壳形形态，所以选C项。
2．如图所示的重庆朝天门长江大桥，其主体结构属于基本结构类型中的
A．实体结构
B．框架结构
C．壳体结构
D．组合结构
【答案】：B
【解析】：钢架长江大桥符合框架结构定义，由条状物连接而成，选B项。
3．如图所示的房屋土墙，采用黏土夯实修建，可承受一定的压力，该土墙属于基本结构类型中的
A．实体结构
B．框架结构
C．壳体结构
D．组合结构
【答案】：A
【解析】：土墙由黏土夯实修建，符合实体结构的定义，所以选A项。
4．“山城棒棒军”讲述的是一群进城农民工在重庆朝天门码头、菜园坝火车站等地，靠着一根竹棒、两条绳索，下力讨生活的故事。如图所示是一位“棒棒军”正在用一根竹棒帮别人挑货物时的场景。“棒棒军”在挑起货物后，由于货物太重，竹棒突然断裂。于是他向一个朋友借了一根一样粗细的木棒，完成了这一趟活。此案例中影响结构强度的主要因素是
A．构件横截面形状
B．结构的形状
C．材料
D．构件的连接方式
【答案】：C
【解析】：木棒与竹棒截面面积相同，却能承受更大的外力，说明影响结构强度的主要因素是材料。
5．下列结构中，属于壳体结构的是
A．锅盖 B．筷子篓 C．石凳 D．烧烤架
【答案】：A
【解析】：锅盖符合壳体结构的特点，选A项。
6. 如图所示的小木床，下列分析不恰当的是
A．木床整体属于实体结构
B．木床的脚安装有斜拉金属条，主要是起到固定结
构形状的作用
C．木床中间增加一个支撑脚，可以增大承重量
D．木床的脚主要承受压力，所以要结实才行
【答案】：A
【解析】：木床整体以至于框架结构，而不属于实体结构，所以选A项。
7．如图所示是一辆折叠滑板车，下列关于该滑板车的评价不恰当的是
A．可折叠设计，能缩小所占空间，方便携带
B．折叠处采用铰连接，会降低滑板车的强度
C．采用优质铝合金材料，轻便环保
D．可折叠设计，降低了结构的稳定性
【答案】：D
【解析】：折叠设计，有可能影响结构的强度，不影响结构的稳定性。
8．如图所示是某汽油机的基本结构图，当气缸中的气体膨胀引起活塞向下运动时，活塞和连杆的主要受力形式是
A．活塞受拉、连杆受拉
B．活塞受压、连杆剪切
C．活塞受拉、连杆弯曲
D．活塞受压、连杆受压
【答案】：D
【解析】：气体膨胀对活塞产生压力，活塞下行对连杆形成压力，所以选D项。
如图所示为一款木制毛笔笔架，请根据所学知识完成9-10问题。
9．当对该笔架施加推力时，它很容易翻倒，为了提高它的稳定性，下列措施最合理的是
A．增加笔架高度
B．用强度更高的铝合金材料
C．笔架木材采用榫接连接方式
D．适当增大笔架底座支撑面积
【答案】：D
【解析】：增大笔架底座可增大支撑面积，可提高整个支架的稳定性。
10．笔架两侧支撑杆的主要受力为
A．受压 B．受拉 C．受扭转 D．受剪切
【答案】：A
【解析】：笔架左右支撑杆主要承受压力，选A项。
11．在下列操作过程中，主要受力形式为压力和扭转力的是
A．锉削过程中的锉刀 B．正在锯木头的锯条
C．正在钻孔的钻头 D．正在剪纸的剪刀
【答案】：C
【解析】：正在钻孔的钻头既受压力又受扭转力，所以选C项。
如图所示是一款超轻铝合金帐篷，骨架采用高强度轻质的铝合金，可折叠，携带方便。它不仅拆卸简单，还可以在5分钟内完成组装。请根据所学知识完成12-14题
12．帐篷骨架采用高强度轻质的铝合金，带来的好处有：①大大降低帐篷的重量；②防止生锈；③提高帐篷的强度
A．①②③
B．②③
C．①②
D．①③
【答案】：A
【解析】：高强度轻质铝合金，可以满足①②③三项的情况，所以选A项。
13．以下关于帐篷设计的建议，不合理的是
A．帐篷采用不易渗水的面料 B．帐篷框架构件之间全部采用焊接
C．帐篷采用防腐面料 D．帐篷采用速干面料
【答案】：B
【解析】：由于该账篷需拆卸方便，各连接处应方便折叠或拆卸，不可采用焊接连接。
14．该帐篷的四个柱子的横截面都是空心矩形结构，其目的不是为了
A．强度更高
B．降低重量
C．更省材料
D．防止帐篷被风吹走
【答案】：D
【解析】：柱子梆成空心结构可提高强度，降低重量，也可省材料，而不是防止被风吹走。
15.下列物体都涉及构件的连接，其中构件连接属于榫卯连接的是
A. B. C. D.
【答案】：B
【解析】：B项的鲁班锁是利用榫卯结构连接而成，A项为铆钉连接，CD项为焊接。
二、判断题
16．结构是指可承受一定应力的物体形态，结构可以抵抗能引起物体形状和大小改变的力，结构都是天然形成的。
【答案】：×
【解析】：结构可承受一定应力，也可以抵抗外力，既有天然形成的，也有人工加工的，所以题干说法错误。
17．实体结构利用自身来承受荷载，主要承受拉力。
【答案】：×
【解析】：实体利用自身承受载荷，主要承受压力。
18．框架结构通过条状物的连接来承受荷载，既可以承受压力又能够承受拉力。
【答案】：√
【解析】：根据框架结构的定义，题干说法正确。
19．壳形结构通过壳体来传递力和承受荷载，当壳形顶部受到压力时，所受的力集中在顶部受力点。
【答案】：×
【解析】：壳体结构在承受外力后力将沿壳体均匀扩散，不会集中在某一点。
20．结构在荷载的作用下维持其原有的平衡形式的能力叫做结构的稳定性。
【答案】：√
【解析】：根据结构稳定性定义，题干表述正确。
21．在工程技术中，不允许任何构件在正常工作情况时被破坏，这就要求构件和材料必须具有抵抗破坏的能力，这种能力称作强度。
【答案】：√
【解析】：根据结构强度的定义，题干表述正确。
22．结构欣赏主要从两个角度去考虑，一是从技术的角度，二是从历史、思想文化的角度。
【答案】：√
【解析】：欣赏结构的两个角度一是从技术角度，二是从历史、文化角度，题干说法正确。
23．结构的稳定性与它的几何形状、接触面积的大小和重心位置的高低无关。
【答案】：×
【解析】：结构的稳定性与它的几何形状、接触面积大小，重心高低均有关。
24．结构的强度与所用材料、材料的形状，以及结构之间的连接方式有关。
【答案】：√
【解析】：题二表述正确。
25．焊接属于铰连接，榫接属于钢连接。
【答案】：×
【解析】：焊接和榫接均属于刚连接。
三、分析题
26．如图所示的是某款商用不锈钢绞肉、灌肠一体机。请结合所学知识回答下列问题：
（1）该绞肉、灌肠机的箱体、底座部分分别属于什么结构类型。
箱体 、底座。
【答案】：箱体属于壳体结构、底座属于框架结构。
【解析】：见答案。
（2）该绞肉、灌肠机的尺寸标注 850、570、400分别代表的尺寸意义是什么？ 、 、 。（选填：长、宽、高）。图中尺寸标注的单位是 米，标注错误的尺寸是 。
【答案】：高、长、宽，mm，400
【解析】：见答案。
（3）请简易说明如何实现灌肠功能。
【答案】：将塑料管安装到出肉口即可实现灌肠功能。
【解析】：见答案

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