资源简介

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常见结构的认识
结构：是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
构成结构的这些组成部分称为构件
自然界：植物、动物、矿物质、自然现象等也有其特定的结构。
恐龙骨骼
蜂巢
蜂巢由工蜂筑造
蜂巢的结构用材最少，
容积最大
蜂房是六角形的，0.073毫米的巢壁，蜂房微微向内倾斜，排列成行，但彼此嵌合得天衣无缝，构成一个整体，牢固无比。重40克的蜂房，却能容纳2000克蜜蜂。
蜂巢的结构精巧又美观
蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成，每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成，这些结构与近代数学家精确计算出来的——菱形钝角109。28’，锐角70。32’完全相同，是最节省材料的结构，且容量大、极坚固，令许多专家赞叹不止。人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板，强度大、重量轻、不易传导声和热，是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。被应用于飞机的羽翼以及人造卫星的机壁 还有益于隔音和隔热。因此，现在的航天飞机、人造卫星、宇宙飞船在内部大量采用蜂窝结构，卫星的外壳也几乎全部是蜂窝结构。
形形色色的结构给了人们无限
的创造灵感和启示.通过对自然界中结构的分析和研究,人们将其成果应用到技术领域,更好地服务人类.
马上行动
　　生产生活中还有哪些产品的结构是受到自然界事物结构的启发而设计的？
瑞士的乔治 德梅斯特拉尔（Georges de mestral）工程师十分酷爱郊游与打猎，在1948年秋季的某一天打猎回来，发现他的衣服上粘着一些鬼针草（牛蒡草）的种子，若要除去这些鬼针草的种子是非常麻烦的事，这引起了他的极大兴趣，他便从衣服上取下一颗种子在放大镜下仔细观察，发现在种子上的芒毛有一个个小钩子，正是这些小钩子抓住了衣服上的纱线。由此他突发奇想，如果能在带子上也产生这些类似的小钩子，它不就也可以使布带相互搭接代替钮扣和拉链了吗？在鬼针草种子的启示下，他经过8年的精心研究，于1956年终于设计了定型的产品，宣告了尼龙搭扣带的诞生
苍耳子 　植物形态　一年生草本，三角状卵形，先端锐尖，基部心形。边缘有缺刻或3～5浅裂，有不规则粗锯齿，两面有粗毛；头状花序顶生或腋生，雌雄同株，雄花序在上，球形，花冠筒状，5齿裂；雌花序在下，卵圆形，外面有钩刺和短毛。花期7～10月，果期8～11月。 生于荒地、山坡等干燥向阳处。分布于全国各地。
应用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　.用于不闻香臭、时流浊涕，鼻渊头痛，外感风寒，恶寒无汗，风寒头痛。本品温和疏达，味辛散风，苦燥湿浊，通窍止痛，常配伍辛夷、白芷、薄荷同用，即苍耳子散。
案例1
与尼龙搭扣
案例2
人类飞翔的梦想源于展翅高飞的鸟，鸟因为有它自由流畅的体形和翅膀结构，飞机原型源于飞鸟形体结构的仿生。
中国的大飞机在研制中
鹰眼
与导弹跟踪系统
大自然是最完美的设计师
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世界上任何事物都存在结构，结构无处不在。
技术领域：铅笔、剪刀、服装、汽车、楼
房、桥梁等一切产品都具有特定
的结构。
社会领域：一个政党、一个班集体、一首歌、
一句话、一种学习方法等也具有其
特定的结构。
……
①赵州桥在主拱的上边两端又各加设了二个小拱，目的是 ：节省材料，减少桥身自重，增加桥下河水的泄流量。
②我国古代石桥拱形大多为半圆形，而赵州桥采用圆弧拱形式，这样做的目的是：减低了桥的高度，减少了修桥的石料与人工，便于桥面通行，又使桥体非常美观，很像天上的长虹。
活动一.用三张相同的纸,分别制作出高和侧面积相等的三棱体、四棱体和圆柱体。测试哪个物体的结构放进笔的数量最多？
化工生产中常用的高压气罐为什么多采用球体或近似球体？
结构影响着性质和功能。
结构方面存在的一个小问题也许会导致一个重大事故的发生。
卓越的结构是设计者和制造者的追求。
1900年，连接加拿大Winnipeg市和Moncton市的魁北克大桥开始修建，这座桥横跨圣劳伦斯河，是加拿大国家横贯大陆铁路的一部分，然而就在这座桥即将竣工之际，悲剧发生了。1907年8月29日下午5点32分，即将建成的大桥突然倒塌，当场造成了至少75人死亡，多人受伤。事故调查显示，这起悲剧是由工程师在设计中一个小的计算失误造成的。1913年，这座大桥的建设重新开始，然而不幸的是悲剧于1916年9月再次发生。，1917年，在经历了两次惨痛的悲剧后，魁北克大桥终于竣工通车，这座桥至今仍然是世界上最长的悬臂跨度大桥。
1922年，在魁北克大桥竣工不久，加拿大的七大工程学院一起出钱将建桥过程中倒塌的残骸全部买下，并决定把这些亲临过事故的这些钢材打造成一枚枚戒指，发给每年从工程系毕业的学生。为了体现是代表桥坍塌的残骸，戒指被设计成被扭曲的钢条形状，用来纪念这起事故和在事故中被夺去的生命。于是，这一枚枚戒指就成为了后来在工程界闻名的工程师之戒(Iron Ring)。
07.8.13湖南湘西自治州凤凰县境内凤大公路(湖南凤凰至贵州铜仁大兴机场)堤溪段大桥突然垮塌
大桥坍塌的原因是什么？
设计师擅自改变桥的结构。
为什么改变桥的结构会造成塌陷呢？
因为，不合理的结构会使结构或材料所受到的外力超过其承受的极限。
结构与力
当一个结构受到外力作用时,内部各质点之间的相互作用会发生改变, 产生一种抵抗的力 , 称为内力。
受力构件的单位横截面上所产生的内力称为应力。用公式表示应力为：σ =F/s, 其中 ,F 是内力 ,S 是受力面积 , σ是应力。
一个火腿肠，如何在中间截为两段？
用工具：（1）刀切开
（2）剪刀剪开
空手： （3）掰弯
（4）扭断
（5）拉断
构件受到拉力和压力的作用
构件受到扭转力的作用
构件受到弯曲力的作用
若一个物体承受与之垂直的负荷时，一般称其为梁。受此一负荷后梁必会产生弯曲现象。
当构件承受外力作用时，其一部分发生滑动或剪断之倾向时，即会产生剪切力。
两个距离很近、大小相等、
方向相反、
作用于同一物体上的平行力
提问:梁只是由混凝土材料构成的吗
一般的构件都受到多种力的同时作用。
压力
拉力
压力
拉力
一座限重1.5吨的简单梁式桥，如果要使它的承重增加，该如何改进。
拉 力 物体所承受的拉拽力
压 力 挤压物体的力
剪切力 两个距离很近 ,大小相等,方向相反,且作用于同一物体上的平行力
扭转力 反方向向物体两端均匀施力 ,使物体发生扭转形变的力
弯曲力 作用于物体 ,使它产生弯曲的力
构件的基本受力形式：
拉力、压力、弯曲力、剪切力、扭转力
所以从力学角度来说：
结构是指可承受一定力的架构形态, 它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
活动二、要在教室的墙壁上悬挂
一盆吊兰，请同学们设计一个
悬挂吊兰的支架。
结构的类型
根据物体的结构形态，通常将
结构分为实体结构、框架结构
和壳体结构三种基本类型
实体结构：通常是指结构体本身是
实心的结构。它的受力
特点是，外力分布在整
个体积中。
框架结构：通常是指结构体由细长
的构件组成的结构，其特点是，
支撑空间而不充满空间
受力情况：空间框架体。如铁塔架，脚手架，建筑框架体。
埃菲尔铁塔是现代巴黎的标志,是一座于1889年建成位于法国巴黎战神广场上的露空结构铁塔，高320米。埃菲尔铁塔得名于它的设计师桥梁工程师居斯塔夫埃菲尔。铁塔设计离奇独特，是世界建筑史上的技术杰作，因而成为法国和巴黎的一个重要景点和突出标志。埃菲尔铁塔分为三层，从塔座到塔顶共有1711级阶梯，分别在离地面57米、115米和276米处建有平台
壳体结构：通常是指层状的结构。
它的受力特点是，外力作用在
结构体的表面上。
鸡蛋承载实验
想一想：为什么鸡蛋能够承受如此大的压力？（10页）
悉尼歌剧院
国家大剧院在建设中
受力特点：外力作用在结构体的表面上，如建筑，汽车外壳，贝壳。
1、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 D、飞机
2、分析下列物体的结构类型，哪个属于实体结构。（ ） 　A．电灯泡 B．乒乓球 C．橡皮檫 D．篮球
5、我们所用的板凳属于（ ）结构。
A实心结构 B框架结构 C空心结构 D壳体结构
3、分析下列物体的结构类型，判断哪个不属于壳体结构。（ ） A、西瓜 B、圆形陶瓷饰品 C、贝类 D、金字塔
4、一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这些组成部分通常称为 。如自行车的车轮、气门等。
课堂小结
1、结构的定义：事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
2、结构所受力的类型：拉力、压力、弯曲力、剪切力、扭转力 。
3、技术领域中的结构设计：研究物体的结构，使之可以承受更多的力。

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