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高考专题复习讲义⑤：第一单元 结构与设计
高三（ ） 姓名 号次
一、基本内容
1．构件的受力形式多种多样，基本受力形式有 、 、 、扭转力和弯曲力，很多情况下，构件可能同时受到几种不同形式的力的作用。
2．根据物体的结构形态，通常将结构分为 、 和壳体结构三种基本类型。
★3．影响结构稳定性的因素有多种，主要有 、结构与地面接触所形成的 和结构的 等。
★4．结构的强度与结构的 、 、构件之间的 等因素有密切的关系。构件的连接通常有两类： 和刚连接。
5．赏析结构设计作品，可从 与文化两个角度进行。
二、习题训练
1．在汶川地震中，医务人员使用担架运送伤员时，担架的双杆AB和CD主要承受（ ）
A．剪切力 B．拉力 C．扭转力 D．弯曲力
2．如图所示的结构中，不属于壳体结构的是：（ ）
3．下列属于结构稳定性范畴的是：（ ）
A．广告牌架子被大风刮断 B．大桥桥墩被油轮撞断
C．大桥横梁因货车超重而被压断 D．茶杯被碰翻倒
4．如图所示是一款集手电筒和台灯为一体的多功能手电筒，该产品小巧、轻便，作为台灯使用时可拿出底座滑块保持稳定。请分析，为了保持该产品稳定，设计者采取的主要措施是：（ ）
A．增加底座质量 B．增大支撑面
C．使用新材料 D．拉长灯头支撑杆
5．高二（6）班的同学用木条、乳胶等做了一个长方形的奖状框用来放置他们获得的荣誉奖状（如图一）。他们发现这个结构容易变形，便提出了如下四种改进方案（如图二）。你认为不合适的方案是：（ ）
6．使用A字形（人字）梯，往往在梯子中间用一根拉杆或绳子固定，其主要目的是（ ）
A．增加梯子强度 B．减小人对梯子的压力
C．增加梯子的稳定性 D．促使梯子美观
7．某些支撑阳台的梁做成如下图所示形状，这主要是出于对（ ）的考虑。
A．美观 B．强度 C．安装 D．稳定性
8．李宁自己动手制作了一张座椅，他对座椅的稳定性做了如下试验，你认为合理的一项是：（　　）
A．亲自坐在椅子上感受一下
B．放一些重物在椅子上，看是否能承受
C．用电风扇对椅子吹风看能否吹倒 D．用手左右晃一晃看是否稳固
9．在自行车家族中，有性能各异的不同车型。如装有辅助小轮的童车、双梁载重车、弯梁女式车、双坐双蹬的双人车等，这些特殊功能的实现，是因为设计者改变了（ ）
A．车的自重 B．车的材料 C．车的结构 D．车的大小
10．在简易相框的设计与制作过程中，下列说法不正确的是：（ ）
A．简易相框的设计与制作需要考虑造型、材料、稳定性和强度等方面
B．用木条做相框时，木条之间的连接可以采用普通文具胶水连接
C．支架的设计需要考虑支架的支撑形式、支架构件截面形状及连接等
D．根据不同的设计方案，相框与支架间可以采用铰连接或固定连接
11．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。可以从那两个角度来欣赏评价经典结构（ ）①技术 ②工艺 ③民俗 ④文化
A．①② B．③④ C．①④ D．②③
12．斗拱是中国木构架建筑特有的结构构件，由方形的斗、升和矩形的拱、斜组成，它的作用是：（ ）
A．有利于建筑排水 B．屋顶的载荷经它传递到柱子
C．有利于建筑采光 D．只起到建筑装饰作用
13．作品评价题：观察如图两种汽车车身结构，左图叫“非承重式车身”，地盘与车身分离，右图是“承重式车身”，地盘与车身融为一体，请从结构类型方面对这两种车身结构进行评价。
14.自行车是我们生活中常见的结构，请根据你所学有关结构的知识回答、以下问题:
(1) 自行车的结构设计除了考虑稳定性外，还主要考虑什么因素？它跟什么因素有关？
(2) 自行车的车架为什么采用三角形结构？
(3) 自行车的支架部分采用了空心钢管材料，请说明使用这种材料的两种优点。
15．如图周琳要对二组材料（纸、木材）进行受力对比试验。请你分析一下这个试验的结果应该是哪一个能承受外力比较大，结合你学过的知识，推测一下，周琳进行这次试验的目的是什么？
16．给你一个长方形木框和另外两根木条（可以改变木条的长短），这两根木条应该怎么摆放才能使这个木框更加稳定？在右图中画出示意图并说明理由
17．如图所示是某厂家生产的塑料凳，很多顾客反映凳脚强度不足，容易变形或断裂。针对这个问题，请根据所学的结构方面知识，就提高凳脚强度给厂家提三点合理的建议。
18．如图所示是一厂家生产的泡沫塑料保温盒，表面平整光滑，保温性好，用途广泛。但很多用户反映该泡沫塑料保温盒箱体强度不足，易破裂。针对这一问题，请你根据所学的结构方面知识，给厂家提两点建议。
19．李琳准备在房间里放置一个落地式书架，可利用的空间尺寸为长1000mm、宽500mm、高2800mm。请用已刨削的杉木板为主要原料，为李琳设计、制造一个书架。
⑴请从结构的稳定性角度对书架进行简单的设计分析。
⑵用草图展示设计，说明该书架的总体尺寸（长、宽、高），并针对草图说出你所设计的书架的两个特点。
⑶在不借助任何工具和设备的情况下，设计一个技术试验方案，测试其稳定性。请完成以下技术试验方案，在有“ ”处填上相应的内容。
20．李明已设计制作了如图所示的“壁挂书架”，为了测试书架的稳固程度与哪些因素有关，他想做一个试验，请为他起草一份技术试验方案（试验报告）（8分）
21．技术试验题 请你设计一个衣帽架（如右图）稳定性和强度技术试验方案。（8分）
1．DCDBC 6．CBDCB 11．CB
13．答案：
“非承重式车身”，地盘与车身分离，车身是框架结构，不能承受较大的侧向外力，因而安全性不高。
“承重式车身” 地盘与车身融为一体，是壳体结构，当手外力破坏时，外力作用在结构体表面，可以承受比较大的力，结构牢固，里面乘坐的人员比较安全。
14.（1）强度；结构的强度与结构的形状、材料、连接方式有关。
（2）三角形具有较高的稳定性和较大的强度。
（3）优点：钢这种材料具有较大的强度；
中空能有效的减轻自重，节省材料，但对强度的影响并不大。
15.试验结果：都是右图能承受较大的外力。
试验目的：探究结构的形状与强度的关系。
试验目的：“探究结构的强度与形体的整体形状及截面形状的关系”。
16.
理由：
每根木条都与木框的边构成了三角形，三角形具有较高的稳定性，并有较大的强度，所以木框就变得十分稳定。
17.(1)考虑形状：将凳脚截面形状由“L形”改为：“W形”或“圆形”或“半圆形”（见图）
（2）考虑材料：将凳脚加厚、加粗；或选用强度大的塑料。
（3）考虑连接方式：增加凳脚之间的连接塑料杆（如加斜撑）。
18.
（1）考虑形状：给平整的箱子表面增加凹凸花纹横条；
（2）考虑材料：加厚泡沫厚度，四周和底部增加塑料杆。
19.答：
（1）（共4分，每条2分）
重心位置：降低书架重心，有利于提高稳定性。
支撑面大小：书架底面积越大，稳定性越好。
（2）（共14分，草图结构基本合理6分，结构有创意1分，草图整洁美观1分，尺寸合理不超过可利用空间2分，特点说明两条4分）
（3）（共7分）
试验名称：落地式书架稳定性测试（1分）
试验目的：测试书架的稳定性（写出测试或试验1分，稳定性1分）
检验左右方向的稳定性：用手抓书架一侧的中间位置，在左右方向推拉书架，观察有无明显晃动和变形（写出左右方向推拉1分，观察~~1分）
检验前后方向的稳定性：两手分别抓在书架两侧的中间，在前后方向推拉书架，观察有无明显晃动。（写出前后方向推拉1分，观察~~1分）
20．答：试验名称：研究影响壁挂书架稳固性因素的试验报告，（1分）；
试验目的：研究壁挂书架的结构稳固与哪些因素有关，（1分）；
试验准备：不同材料的支撑杆、书本若干、记录纸等，（1分）；
试验过程：（书写试验过程的步骤）；
试验记录：（设计一记录表格）
试验总结：壁挂书架的稳固性与支撑杆的材料、连接方式等关系如何？
21．答：
试验名称：
试验目的：
试验准备：
试验过程：
试验记录：
试验总结：
A．安全帽 B．电饭煲 C．窗台护栏 D．天文台穹顶
滑块
图一
A B C D
细绳
木条
小角板
图二
墙体
台面
挑梁
试验名称：
试验目的：
试验准备：若干书本、书架
试验过程：
①把书架放置在平整处，前后、左右方向用手轻轻摇晃，书架应无明显晃动，否则应重新放置书架；
②将书本叠满书架的每一格；
③检验左右方向的稳定性：
④检验前后方向的稳定性：
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