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第5章　制造技术与工程
第2节　我们一起来制造 分值：51分
选择题每小题3分，共9分；填空题每空2分。
1.黄河大铁牛位于永济市蒲州城西的黄河东岸，是当时蒲津浮桥的镇桥之宝。铁牛是用作拴铁索，用铁索连舟便成了浮桥。现已出土的铁牛有四尊，四尊铁牛气势磅礴，威武有力，每尊铁牛旁都有一个牵牛铁人，造型精美，栩栩如生。黄河大铁牛的制造主要使用了(　D　)
A.锻造工艺 B.冲压工艺
C.钳工工艺 D.铸造工艺
2.如图所示的潘顿椅，外观时尚大方，具有流畅大气的曲线美，符合人体工学。潘顿椅一次性加工成型，有强烈的雕塑感，颜色十分艳丽，将艺术和技术完美地融合在一起。下列材料中最适合制作潘顿椅的是(　B　)
第2题图
A.杉木板 B.塑料
C.形状记忆合金 D.高碳钢
3.牡丹瓷是独具河洛文化特色的新派陶瓷制作工艺。下列工艺制作流程主要发生了化学变化的是(　D　)
A.原料研磨、拌浆 B.滤泥、雕塑造型
C.镂空捏花、晾干 D.素烧、釉烧
4.(8分)为举行校园春季运动会，学校想在操场建造一个塔台。要求塔台高1.5 m，带有护栏的台面不小于1 m2，方便体育老师站在塔台上指挥队员训练，且成本不超过5000元。学校发布了征集令，以竞标的形式确定建塔资格。同学们纷纷报名。
(1)下列属于本次校园塔台建设中的限制条件的是　ace　(填字母，多选)。
a.塔台高度 b.塔台形状
c.站立面积 d.建造材料
e.建造成本
(2)塔台的建造需经历以下步骤，正确的排列序号是　②④①⑤③　。
①制作一个模型 ②明确要解决的问题
③实施建设 ④进行设计
⑤测试模型，评估改进
(3)有三组同学率先展示了塔台模型，如表所示是学校对三个小组制作的塔台模型的评价表。
组别 塔高 顶端承重 抗风能力 抗震能力 材料成本
第1组 1.35 m ★★ ★★★ ★★★ 4500元
第2组 1.3 m ★★ ★ ★ 4100元
第3组 1.5 m ★★★ ★★★ ★★★ 4150元
根据评价表，我们可以发现第　2　组建造的塔台稳定性不足。你推测可能的原因是　没有采用上轻下重、上小下大的结构(或没有采用镂空或三角形结构，或材料不均匀，接头不牢固，合理即可)　。
5.(12分)陶瓷是陶器与瓷器的统称，中国陶瓷的历史悠久，早在新石器时代，我国就已有风格粗犷、朴实的彩陶和黑陶，到了明清两代，中国的陶瓷艺术达到了最高的境界。在英文中“瓷器(china)”与“中国(China)”同为一词，因为中国是瓷器的故乡，瓷器的发明是中华民族对世界文明的伟大贡献。
第5题图
瓷器制作是一个复杂而精细的过程，主要包括哪几个阶段？
【答案】主要包括揉泥、制胚、干燥、素烧、施釉、烧制等阶段。
6.(12分)请选用合适的材料制造一个“日晷”，要求：
(1)画出设计图，并说明尺寸。
(2)写出所需材料。
(3)能基本准确反映时间的变化。
(4)美观富有艺术性。
(5)团队合作。
(6)制作成品，班级展示。
【答案】略。
【解析】 工作原理：在一天中，被太阳照射到的物体投下的影子有两个属性在不断地改变着：一是影子的长短，日出时影子长，随着时间的推移，影子逐渐变短，过了正午后重新变长；二是影子的方向，在北回归线以北的地方，早晨的影子在西方，中午的影子在北方，傍晚的影子在东方。从原理上来说，根据影子的长度或方向都可以计时，但根据影子的方向来计时更方便一些。故通常都是以影子的方位计时。随着时间的推移，晷针上的影子慢慢地由西向东移动。移动着的晷针影子好像是现代钟表的指针，晷面则是钟表的表面，以此来显示时刻。早晨，影子投向盘面西端的卯时刻度附近；当太阳达正南最高位置(上中天)时，针影位于正北(下)方，指示着当地的午时正时刻。午后，太阳西移，日影东斜，依次指向未、申、酉各个时辰。
分类：日晷依晷面所放位置、摆放角度、使用地区的不同，可分成地平式、赤道式、子午式、卯酉式、立晷等多种类型，应用范围也不尽相同。按晷面的摆放角度，可分为：地平式、垂直式、赤道式。
地平式日晷亦称水平式日晷，地平式日晷的晷面必须严格水平，晷面和晷针之间的夹角就是当地的地理纬度。晷面刻度需要利用三角函数计算才能确定，适合在低纬度的使用。由于日晷的产生是从观察阳光下竖直物体影子的方向变化而开始的，因此最早发明的日晷可能是地平式日晷。但它必须在使用其他计时工具进行精确计时的条件下，根据表影随时间变化的实际情况来进行刻划，这显然是不方便的，但如果采用均匀刻划的方法又会带来相当大的计时误差。这是地平式日晷重大的缺陷。
赤道式日晷亦称斜晷，它的晷面为赤道面，依照使用地的纬度，使赤道式日晷的晷面平行于赤道面。晷盘上的刻度是等分的，夏季和冬季轴投影在晷盘上的影子会分在晷盘的北面和南面。适合中低纬度地区使用。若将晷盘改为圆环则称为赤道式罗盘日晷。赤道式日晷是日晷世界中最重要和最常见的，也是中国古代最经典和传统的天文观测仪器。赤道式日晷的明确记载初见于南宋曾敏行《独醒杂志》卷二中提到的晷影图，但晷盘是木制的。后世改用石质晷盘，金属晷针。北京故宫等处保存的都是清代制造的石质赤道式日晷。
垂直式日晷亦称立晷。它是晷盘面垂直于地平面刻度盘面采用垂直方向的日晷。欧洲的英国、法国、德国、意大利、奥地利等国，在一些古代和现代华丽的中层建筑的向南和向北(东西方向)以及向东和向西(南北方向)的墙上，附建有各种不同色调、大小和风格相异的日晷雕塑。垂直式日晷有标准向南、向北和向东、向西四个面，可分为三种：“垂直向南日晷”“垂直向北日晷”和“垂直向东和向西日晷”。垂直向南日晷是刻度盘面朝向正南且垂直地面的日晷。这一种日晷较适合在中纬度使用。垂直向东和向西日晷刻度盘面朝向正东或正西且垂直地面，这一种日晷只能在上半日(东向)或下半日(西向)使用，但全球各纬度都适用。
制作常见的赤道式日晷(斜晷)的基本步骤和所需材料：
材料准备：
晷针：通常使用金属材料，如铜或铁，也可以使用筷子或其他细长柱状物。
晷面(带刻度的表座)：使用普通白色卡纸或者塑料板。
底座：用于固定晷针和晷面，可使用木板或纸板。
测量工具：量角器，刻度尺。
绘图工具：圆规，记号笔。
制作步骤：
1.设计晷面：如图所示，在卡纸上画4个同心圆，最小圆半径为15 cm，最大圆半径为20 cm，用来表示十二时辰、小时与分钟。利用量角器对圆进行切分。30°一大格，每大格表示一时辰。15°一中格，每中格表示一小时。3.75°一小格，每格表示15 min，即古代的一刻钟。
2.制作晷针：用细长柱状物表示。
3.安装晷针和晷面：首先查阅资料，了解自己所在地的纬度信息。晷针是垂直于晷面的，把晷针延长到地面，延长线与地面的夹角应当等于所在地的纬度，如图所示。
以杭州为例，杭州的纬度在北纬30°左右，则∠2=30°，即晷面与地面的夹角为60°。
4.校准：安装完成后，需根据当地的实际情况，校准晷面的刻度，以确保日晷能够准确指示时间。成品示意图如图所示：
评价：
根据如表所示的“日晷制作”评价表进行评级。
“日晷制作”评价表(节选)
评价 指标 评价等级
优秀 良好 待改进
材料 选择 材料方便易获取，满足环保要求 材料获取较为便捷，部分需要定制，基本满足环保要求 材料获取较难，大部分需要定制，不满足环保要求
准确 性 时间反映准确 时间反映较为准确 无法反映时间或反映时间误差极大
安全 性 结构稳固，可长期使用 结构较稳固，可使用一段时间 结构不稳固，无法使用
维护：定期检查晷针和晷面的状态，确保其没有损坏或被遮挡，以保持日晷的准确性。
7.(10分)榫卯——中国古代匠人的智慧，以下材料简单介绍了榫卯：
榫卯广泛应用于古代中国建筑、家具及其他器械，是在两个木构件上所采用的一种凹凸结合的连接方式。构件凸出部分叫榫(或榫头)，凹进部分叫卯(或榫眼、榫槽)。其特点是在物件上不使用钉子，而利用榫与卯咬合加固物件，体现出中国古代匠人的智慧。
研究发现早在7000多年前的河姆渡新石器时代，我们的祖先就已经开始使用榫卯了。在西安有一座悬挂在空中的建筑叫做悬空寺，距今已经有1500年的历史了，这就是典型的榫卯建筑。
如图所示是榫卯结构的简单示意图，图甲为直线连接，图乙为转角连接。
　
甲 乙
第7题图
请和同学们一起合作，用萝卜或橡皮等合适的材料模拟木头，对照图甲和图乙制造榫卯结构(请注意操作安全)。
【答案】略。
【解析】 配套课件中含常见的榫卯结构动态示意图。第5章　制造技术与工程
第2节　我们一起来制造 分值：51分
选择题每小题3分，共9分；填空题每空2分。
1.黄河大铁牛位于永济市蒲州城西的黄河东岸，是当时蒲津浮桥的镇桥之宝。铁牛是用作拴铁索，用铁索连舟便成了浮桥。现已出土的铁牛有四尊，四尊铁牛气势磅礴，威武有力，每尊铁牛旁都有一个牵牛铁人，造型精美，栩栩如生。黄河大铁牛的制造主要使用了( )
A.锻造工艺 B.冲压工艺
C.钳工工艺 D.铸造工艺
2.如图所示的潘顿椅，外观时尚大方，具有流畅大气的曲线美，符合人体工学。潘顿椅一次性加工成型，有强烈的雕塑感，颜色十分艳丽，将艺术和技术完美地融合在一起。下列材料中最适合制作潘顿椅的是( )
第2题图
A.杉木板 B.塑料
C.形状记忆合金 D.高碳钢
3.牡丹瓷是独具河洛文化特色的新派陶瓷制作工艺。下列工艺制作流程主要发生了化学变化的是( )
A.原料研磨、拌浆 B.滤泥、雕塑造型
C.镂空捏花、晾干 D.素烧、釉烧
4.(8分)为举行校园春季运动会，学校想在操场建造一个塔台。要求塔台高1.5 m，带有护栏的台面不小于1 m2，方便体育老师站在塔台上指挥队员训练，且成本不超过5000元。学校发布了征集令，以竞标的形式确定建塔资格。同学们纷纷报名。
(1)下列属于本次校园塔台建设中的限制条件的是 (填字母，多选)。
a.塔台高度 b.塔台形状
c.站立面积 d.建造材料
e.建造成本
(2)塔台的建造需经历以下步骤，正确的排列序号是 。
①制作一个模型 ②明确要解决的问题
③实施建设 ④进行设计
⑤测试模型，评估改进
(3)有三组同学率先展示了塔台模型，如表所示是学校对三个小组制作的塔台模型的评价表。
组别 塔高 顶端承重 抗风能力 抗震能力 材料成本
第1组 1.35 m ★★ ★★★ ★★★ 4500元
第2组 1.3 m ★★ ★ ★ 4100元
第3组 1.5 m ★★★ ★★★ ★★★ 4150元
根据评价表，我们可以发现第 组建造的塔台稳定性不足。你推测可能的原因是 。
5.(12分)陶瓷是陶器与瓷器的统称，中国陶瓷的历史悠久，早在新石器时代，我国就已有风格粗犷、朴实的彩陶和黑陶，到了明清两代，中国的陶瓷艺术达到了最高的境界。在英文中“瓷器(china)”与“中国(China)”同为一词，因为中国是瓷器的故乡，瓷器的发明是中华民族对世界文明的伟大贡献。
第5题图
瓷器制作是一个复杂而精细的过程，主要包括哪几个阶段？
6.(12分)请选用合适的材料制造一个“日晷”，要求：
(1)画出设计图，并说明尺寸。
(2)写出所需材料。
(3)能基本准确反映时间的变化。
(4)美观富有艺术性。
(5)团队合作。
(6)制作成品，班级展示。
7.(10分)榫卯——中国古代匠人的智慧，以下材料简单介绍了榫卯：
榫卯广泛应用于古代中国建筑、家具及其他器械，是在两个木构件上所采用的一种凹凸结合的连接方式。构件凸出部分叫榫(或榫头)，凹进部分叫卯(或榫眼、榫槽)。其特点是在物件上不使用钉子，而利用榫与卯咬合加固物件，体现出中国古代匠人的智慧。
研究发现早在7000多年前的河姆渡新石器时代，我们的祖先就已经开始使用榫卯了。在西安有一座悬挂在空中的建筑叫做悬空寺，距今已经有1500年的历史了，这就是典型的榫卯建筑。
如图所示是榫卯结构的简单示意图，图甲为直线连接，图乙为转角连接。
　
甲 乙
第7题图
请和同学们一起合作，用萝卜或橡皮等合适的材料模拟木头，对照图甲和图乙制造榫卯结构(请注意操作安全)。

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