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素养呈现·明要求
核心素养 表现要点 水平等级 考试题型 分值
工程思维 能根据设计方案和产品用途选择和规划材料，能根据设计方案选择恰当加工工艺，能运用系统分析方法分析技术问题；增强运用系统与工程思维解决实际技术问题的能力 1 非选择题第13题中的1问 2
物化能力 能了解金属、木材、电子元器件等常用材料的属性 1
对材料进行性能测试，能根据材料性能列出用料表 2
考点一　模型或原型的特性与作用
【知识梳理】
1.模型
根据实物、设计图样或构思，按比例、生态或其他特征制成的与实物相似的一种物体。
2.模型的功能
(1)使设计对象具体化；
(2)帮助分析设计的可能性。
3.模型的类别
(1)草模：用于产品造型设计的初期阶段，用立体模型将设计构思表现出来，供设计人员深入探讨时使用；
(2)概念模型：设计构思初步完成后，在草模基础上，用概括的手法表示产品的造型风格、布局安排，以及产品与人、与环境的关系等，从整体上表现产品造型的概念；
(3)结构模型：用于研究产品造型与结构的关系，清晰地表达产品结构尺寸和连接方法，并用于进行结构强度试验；
(4)功能模型：用于研究产品的性能及人机关系，分析、检查设计对象各部分组件尺寸与机体的相互配合关系，并在一定条件下用于试验；
(5)展示模型：在结构模型与功能模型的基础上，采用真实材料，按照准确的尺寸，选择恰当的比例，做成的与实际产品形态高度相似的模型。
【典例突破】
【典例1】 (2022·浙江模拟)小明学习了通用技术后想要设计一款台灯。他想要借助模型表达台灯的结构尺寸和连接方法，并用于进行结构强度试验，他需要的模型是(　　)
A.概念模型 B.功能模型
C.结构模型 D.展示模型
答案　C
解析　根据模型特点，结构模型用于研究产品造型与结构的关系，清晰地表达产品的结构尺寸和连接方法，并用于进行结构强度试验。
【变式1】 小明学习了通用技术后想要设计一款台灯。他想要借助模型来研究产品的各种性能以及人机关系，他需要的模型是(　　)
A.概念模型 B.功能模型
C.结构模型 D.展示模型
答案　B
解析　研究性能和人机关系，应用功能模型。
考点二　材料的性能与规划
【知识梳理】
1.材料的性能
(1)强度：材料抵抗变形和断裂的能力。根据受力种类的不同，分为抗压、抗拉、抗弯、抗剪等。
(2)硬度：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。硬度往往和材料的耐磨性和耐久性联系在一起。一般情况下，材料的硬度越高，其耐磨性越好。
(3)各向异性：亦称“非均质性”，是指物体的全部或部分性能随方向的不同而各自表现出一定的差异的特性，即在不同的方向所测得的性能数值不同。
2.常见的材料
(1)木材
具有较好的强度性能(抗变形、断裂)及优良的加工性能。
①实木板材
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。
②人造板材
人造板材有密度板、刨花板、胶合板、细木工板、三聚氰胺板等，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。
(2)金属材料
①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；
②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。
(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。
①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，这种材料属于热塑性塑料。
②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，这种材料属于热固性塑料。
(4)新材料
指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，如超导材料、碳纤维、石墨烯、柔性玻璃、形状记忆合金等。
3.材料的选择
(1)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；
(2)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。
(3)材料的成本：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。
(4)选择材料时，安全是最基本的因素。
4.材料的规划
(1)料尽其用，优材不劣用，大材不小用，长材不短用。
(2)充分考虑材料颜色、花纹和光泽，外用料要选择材料好、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。
5.木材规划配料时的注意事项
(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结疤、虫眼、弯曲、扭纹、变质和裂缝等缺陷，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，把有缺陷的部分放到背面。
【典例突破】
【典例2】 如图所示是一款木质手机支架，下列对材料的画线合理的是(　　)
答案　A
解析　木料取材要避开疵点，并顺纹取材，保证材料强度的同时便于加工，提高木材利用率。
【变式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，下列选项中画线取料最合理的是(　　)
答案　A
解析　观察图，所给木板存在结疤，取料时应避开；木材具有各向异性，画线时注意纹理趋向，顺纹方向强度大，横纹方向强度小，且顺纹锯割便于加工。故选A。
1.以下有关模型制作的说法有误的是(　　)
A.模型制作是产品设计过程中不可缺少的环节
B.模型制作的过程不仅是设计思想体现的过程，也是发展构思的创造性过程
C.模型制作一般具有成本低、便于修改等优点
D.从设计一般过程中看，模型制作一般在优化设计方案步骤后面
答案　D
2.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
3.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。
4.(2022年10月浙南联盟)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。
5.(2022·11月杭州市统测)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。
6.(2022年12月嘉兴统测)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，错误，选B。
【基础巩固篇】
1.为了研究产品造型与结构的关系，清晰地表达产品的结构尺寸和连接方法，并进行结构强度试验而制作的模型是(　　)
A.概念模型 B.草模
C.功能模型 D.结构模型
答案　D
2.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。下列最适合做散热管的材料是(　　)
A.亚克力板 　 B.黄铜
C.实木 D.铸铁
答案　B
3.(2023·绍兴模拟)在制作下列产品时，选材不恰当的是(　　)
答案　D
4.(2023·舟山模拟)小明发现教室门外的电子班牌在风雨天容易淋湿，于是他想设计制作一个防护盒。从物、人、环境等因素考虑，下列材料中最适合选用的是(　　)
A.热塑性塑料 B.热固性塑料
C.木材 D.金属
答案　B
5.(2023·金华联考)小明准备用实木板制作台灯，在同一块木板中完成灯头板、支撑杆1、支撑杆2以及底板2的取材，下列关于实木板的材料规划中最合理的是(　　)
答案　C
6.(2023·浙江联考)如图所示是用于电气连接的接线端子。结合表中数据分析，从经济原则考虑，下列适合作为接线端子里金属部分的材料是(　　)
名称 熔点(℃) 导电率(%) 价格(元/克)
银 960.5 100 4.77
铝 660.2 60 0.018
铜 1083 95 0.062
铁 1539 16 0.002
A.银 B.铝
C.铜 D.铁
答案　C
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、抗疫劳能力强的优点
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
解析　碳纤维属于传统材料改进后性能明显提高的材料，属于新材料。
【能力提升篇】
1.(2022·浙江联考)小明想用实木板制作一个支架，下列是支架的四种设计方案、图中虚线是木纹的方向，从强度角度考虑，其中最合理的是(　　)
答案　D
2.小郑回想高一军训徒步拉练休息的时候，没有小凳子可以坐，在学习完高中通用技术后，尝试设计一款可折叠的凳子，构思的方案如图所示，若选用木板加工凳脚，以下规划合理的是(　　)
答案　B
解析　顺着木纹开料，强度最强。故选B。
3.在通用技术实践室选用厚度3 mm的亚克力板用激光切割机加工如图所示形状，规划材料的尺寸合理的是(　　)
A.370 mm×400 mm B.400 mm×400 mm
C.360 mm×400 mm D.405 mm×400 mm
答案　A
解析　图中两块材料一边凸出宽为30的长方形，一边凹进宽为30的长方形，刚好相契合，遵循料尽其用的原则，且激光切割机切割准确，损耗较少，可选用370 mm×400 mm的板材。
4.(2022·8月A9协作体)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
解析　B和C容易在纹路处折断；D挖孔后，孔两侧变得很薄，大大降低了强度。故选A。
5.(2022·9月嘉兴基础测试)如图所示为小马设计的壁挂木质书桌，现需要增加一根支撑杆(虚线所示)。下列结构设计和材料规划合理的是(　　)
答案　A
解析　这里注意，斜杆不是受压，因为榫卯结构，所以要考虑榫头处的受力。首先根据接口形状可以排除C。根据受力方向可以排除D(抗弯强度弱)。
斜杆与桌腿榫接处，是有受剪切的。所以最好的方案是A。素养呈现·明要求
核心素养 表现要点 水平等级 考试题型 分值
工程思维 能根据设计方案和产品用途选择和规划材料，能根据设计方案选择恰当加工工艺，能运用系统分析方法分析技术问题；增强运用系统与工程思维解决实际技术问题的能力 1 非选择题第13题中的1问 2
物化能力 能了解金属、木材、电子元器件等常用材料的属性 1
对材料进行性能测试，能根据材料性能列出用料表 2
考点一　模型或原型的特性与作用
【知识梳理】
1.模型
根据实物、设计图样或构思，按比例、生态或其他特征制成的与实物相似的一种物体。
2.模型的功能
(1)________________；
(2)________________。
3.模型的类别
(1)________：用于产品造型设计的初期阶段，用立体模型将设计构思表现出来，供设计人员深入探讨时使用；
(2)________：设计构思初步完成后，在草模基础上，用概括的手法表示产品的造型风格、布局安排，以及产品与人、与环境的关系等，从整体上表现产品造型的概念；
(3)________：用于研究产品造型与结构的关系，清晰地表达产品结构尺寸和连接方法，并用于进行结构强度试验；
(4)________：用于研究产品的性能及人机关系，分析、检查设计对象各部分组件尺寸与机体的相互配合关系，并在一定条件下用于试验；
(5)________：在结构模型与功能模型的基础上，采用真实材料，按照准确的尺寸，选择恰当的比例，做成的与实际产品形态高度相似的模型。
【典例突破】
【典例1】 (2022·浙江模拟)小明学习了通用技术后想要设计一款台灯。他想要借助模型表达台灯的结构尺寸和连接方法，并用于进行结构强度试验，他需要的模型是(　　)
A.概念模型 B.功能模型
C.结构模型 D.展示模型
听课笔记：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【变式1】 小明学习了通用技术后想要设计一款台灯。他想要借助模型来研究产品的各种性能以及人机关系，他需要的模型是(　　)
A.概念模型 B.功能模型
C.结构模型 D.展示模型
考点二　材料的性能与规划
【知识梳理】
1.材料的性能
(1)强度：材料抵抗变形和断裂的能力。根据受力种类的不同，分为抗压、抗拉、抗弯、抗剪等。
(2)硬度：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。硬度往往和材料的耐磨性和耐久性联系在一起。一般情况下，材料的硬度越高，其耐磨性越好。
(3)各向异性：亦称“非均质性”，是指物体的全部或部分性能随方向的不同而各自表现出一定的差异的特性，即在不同的方向所测得的性能数值不同。
2.常见的材料
(1)木材
具有较好的强度性能(抗变形、断裂)及优良的加工性能。
①实木板材
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。
②人造板材
人造板材有______________、______________、____________、____________、________等，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。
(2)金属材料
①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；
②金属材料的力学性能主要包括____________、____________、________等，一般以抗拉强度作为判别金属强度的指标。
(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。
①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，这种材料属于________。
②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，这种材料属于________。
(4)新材料
指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，如________、碳纤维、________、柔性玻璃、________等。
3.材料的选择
(1)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；
(2)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。
(3)材料的成本：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。
(4)选择材料时，安全是最基本的因素。
4.材料的规划
(1)料尽其用，________，________，长材不短用。
(2)充分考虑材料颜色、花纹和光泽，外用料要选择材料好、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。
5.木材规划配料时的注意事项
(1)要预先在毛料上规划________，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________、虫眼、________、扭纹、变质和________等缺陷，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________，把有缺陷的部分放到背面。
【典例突破】
【典例2】 如图所示是一款木质手机支架，下列对材料的画线合理的是(　　)
听课笔记：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【变式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，下列选项中画线取料最合理的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.以下有关模型制作的说法有误的是(　　)
A.模型制作是产品设计过程中不可缺少的环节
B.模型制作的过程不仅是设计思想体现的过程，也是发展构思的创造性过程
C.模型制作一般具有成本低、便于修改等优点
D.从设计一般过程中看，模型制作一般在优化设计方案步骤后面
2.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(　　)
3.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
4.(2022年10月浙南联盟)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(　　)
5.(2022·11月杭州市统测)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(　　)
6.(2022年12月嘉兴统测)下列图中所指部分材料选择不合理的是(　　)
：课后完成《专题分层精练》　专题11(共40张PPT)
第一部分　技术与设计1
专题11 模型或原型的特性与作用
材料的性能与规划
素养呈现·明要求
核心素养 表现要点 水平等级 考试题型 分值
工程思维 能根据设计方案和产品用途选择和规划材料，能根据设计方案选择恰当加工工艺，能运用系统分析方法分析技术问题；增强运用系统与工程思维解决实际技术问题的能力 1 非选择题第13题中的1问 2
物化能力 能了解金属、木材、电子元器件等常用材料的属性 1
对材料进行性能测试，能根据材料性能列出用料表 2
目 录
CONTENTS
考点一
01
考点二
02
随堂达标检测
03
课时分层演练
04
考点一　模型或原型的特性与
作用
1
1.模型
根据实物、设计图样或构思，按比例、生态或其他特征制成的与实物相似的一种物体。
2.模型的功能
(1)__________________ ；
(2)______________________ 。
使设计对象具体化
帮助分析设计的可能性
3.模型的类别
(1)______ ：用于产品造型设计的初期阶段，用立体模型将设计构思表现出来，供设计人员深入探讨时使用；
(2)__________ ：设计构思初步完成后，在草模基础上，用概括的手法表示产品的造型风格、布局安排，以及产品与人、与环境的关系等，从整体上表现产品造型的概念；
(3)__________ ：用于研究产品造型与结构的关系，清晰地表达产品结构尺寸和连接方法，并用于进行结构强度试验；
(4)__________ ：用于研究产品的性能及人机关系，分析、检查设计对象各部分组件尺寸与机体的相互配合关系，并在一定条件下用于试验；
(5)__________ ：在结构模型与功能模型的基础上，采用真实材料，按照准确的尺寸，选择恰当的比例，做成的与实际产品形态高度相似的模型。
草模
概念模型
结构模型
功能模型
展示模型
【典例1】 (2022·浙江模拟)小明学习了通用技术后想要设计一款台灯。他想要借助模型表达台灯的结构尺寸和连接方法，并用于进行结构强度试验，他需要的模型是(　　)
A.概念模型 B.功能模型
C.结构模型 D.展示模型
解析　根据模型特点，结构模型用于研究产品造型与结构的关系，清晰地表达产品的结构尺寸和连接方法，并用于进行结构强度试验。
C
【变式1】 小明学习了通用技术后想要设计一款台灯。他想要借助模型来研究产品的各种性能以及人机关系，他需要的模型是(　　)
A.概念模型 B.功能模型
C.结构模型 D.展示模型
B
解析　研究性能和人机关系，应用功能模型。
考点二　材料的性能与规划
2
1.材料的性能
(1)强度：材料抵抗变形和断裂的能力。根据受力种类的不同，分为抗压、抗拉、抗弯、抗剪等。
(2)硬度：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。硬度往往和材料的耐磨性和耐久性联系在一起。一般情况下，材料的硬度越高，其耐磨性越好。
(3)各向异性：亦称“非均质性”，是指物体的全部或部分性能随方向的不同而各自表现出一定的差异的特性，即在不同的方向所测得的性能数值不同。
2.常见的材料
(1)木材
具有较好的强度性能(抗变形、断裂)及优良的加工性能。
①实木板材
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。
②人造板材
人造板材有________、________、________、__________、____________等，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。
各向异性
密度板
刨花板
胶合板
细木工板
三聚氰胺板
(2)金属材料
①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；
②金属材料的力学性能主要包括______、______、______等，一般以抗拉强度作为判别金属强度的指标。
(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。
①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，这种材料属于____________。
强度
刚度
硬度
热塑性塑料
②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，这种材料属于____________。
(4)新材料
指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，如__________、碳纤维、________、柔性玻璃、______________等。
热固性塑料
超导材料
石墨烯
形状记忆合金
3.材料的选择
(1)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；
(2)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。
(3)材料的成本：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。
(4)选择材料时，安全是最基本的因素。
4.材料的规划
(1)料尽其用，____________，____________，长材不短用。
(2)充分考虑材料颜色、花纹和光泽，外用料要选择材料好、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。
优材不劣用
大材不小用
5.木材规划配料时的注意事项
(1)要预先在毛料上规划______，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______、虫眼、______、扭纹、变质和______等缺陷，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______，把有缺陷的部分放到背面。
画线
结疤
弯曲
裂缝
顺纹
正面
【典例2】 如图所示是一款木质手机支架，下列对材料的画线合理的是(　　)
A
解析　木料取材要避开疵点，并顺纹取材，保证材料强度的同时便于加工，提高木材利用率。
【变式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，下列选项中画线取料最合理的是(　　)
A
解析　观察图，所给木板存在结疤，取料时应避开；木材具有各向异性，画线时注意纹理趋向，顺纹方向强度大，横纹方向强度小，且顺纹锯割便于加工。故选A。
随堂达标检测
3
A.模型制作是产品设计过程中不可缺少的环节
B.模型制作的过程不仅是设计思想体现的过程，也是发展构思的创造性过程
C.模型制作一般具有成本低、便于修改等优点
D.从设计一般过程中看，模型制作一般在优化设计方案步骤后面
D
2.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
3.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
4.(2022年10月浙南联盟)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。
5.(2022·11月杭州市统测)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(　　)
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。
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，错误，选B。
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课时分层演练
基础巩固篇
能力提升篇
1.为了研究产品造型与结构的关系，清晰地表达产品的结构尺寸和连接方法，并进行结构强度试验而制作的模型是(　　)
A.概念模型 B.草模
C.功能模型 D.结构模型
D
2.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。下列最适合做散热管的材料是(　　)
B
A.亚克力板 　 B.黄铜
C.实木 D.铸铁
D
4.(2023·舟山模拟)小明发现教室门外的电子班牌在风雨天容易淋湿，于是他想设计制作一个防护盒。从物、人、环境等因素考虑，下列材料中最适合选用的是(　　)
B
A.热塑性塑料 B.热固性塑料
C.木材 D.金属
5.(2023·金华联考)小明准备用实木板制作台灯，在同一块木板中完成灯头板、支撑杆1、支撑杆2以及底板2的取材，下列关于实木板的材料规划中最合理的是(　　)
C
6.(2023·浙江联考)如图所示是用于电气连接的接线端子。结合表中数据分析，从经济原则考虑，下列适合作为接线端子里金属部分的材料是(　　)
C
名称 熔点(℃) 导电率(%) 价格(元/克)
银 960.5 100 4.77
铝 660.2 60 0.018
铜 1083 95 0.062
铁 1539 16 0.002
A.银 B.铝 C.铜 D.铁
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、抗疫劳能力强的优点
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
解析　碳纤维属于传统材料改进后性能明显提高的材料，属于新材料。
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
1.(2022·浙江联考)小明想用实木板制作一个支架，下列是支架的四种设计方案、图中虚线是木纹的方向，从强度角度考虑，其中最合理的是(　　)
D
2.小郑回想高一军训徒步拉练休息的时候，没有小凳子可以坐，在学习完高中通用技术后，尝试设计一款可折叠的凳子，构思的方案如图所示，若选用木板加工凳脚，以下规划合理的是(　　)
B
解析　顺着木纹开料，强度最强。故选B。
3.在通用技术实践室选用厚度3 mm的亚克力板用激光切割机加工如图所示形状，规划材料的尺寸合理的是(　　)
A
解析　图中两块材料一边凸出宽为30的长方形，一边凹进宽为30的长方形，刚好相契合，遵循料尽其用的原则，且激光切割机切割准确，损耗较少，可选用370 mm×400 mm的板材。
A.370 mm×400 mm
B.400 mm×400 mm
C.360 mm×400 mm
D.405 mm×400 mm
4.(2022·8月A9协作体)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(　　)
A
解析　B和C容易在纹路处折断；D挖孔后，孔两侧变得很薄，大大降低了强度。故选A。
5.(2022·9月嘉兴基础测试)如图所示为小马设计的壁挂木质书桌，现需要增加一根支撑杆(虚线所示)。下列结构设计和材料规划合理的是(　　)
A
解析　这里注意，斜杆不是受压，因为榫卯结构，所以要考虑榫头处的受力。首先根据接口形状可以排除C。根据受力方向可以排除D(抗弯强度弱)。
斜杆与桌腿榫接处，是有受剪切的。所以最好的方案是A。

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