资源简介

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“必修2”
是一门什么课程 ？
　　我们将要学习的通用技术必修2, 应用广泛, 具有宽广的迁移价值。
　　　　　　　“结构与设计”
　　　　　　　“流程与设计”
　　　　　　　“系统与设计”
　　　　　　　“控制与设计”
　　这四个主题都是具体的、通用的技术, 它们具有典型意义, 并与技术的发展密切相关联。
　　学习这些技术与设计的基本思想和基本方法, 将使我们终身受益。同时也将使我们适应新世纪的科技发展、知识经济发展以及社会可持续发展的需要,成为有用的人才。
技术与设计Ⅱ
第一章 结构与设计
第四章 控制与设计
第三章 系统与设计
第二章 流程与设计
常见结构的认识
闭环控制系统的干扰与反馈
控制系统的设计与实施
控制系统的工作过程与方式
控制的手段与应用
系统的结构
系统的分析
系统的设计
经典结构的欣赏
生活和生产的流程
流程的设计
流程的优化
稳固结构的探析
简单结构的设计
第一节　初识结构
教学目标
1、了解结构的含义，能从力学角度理解结构的概念和一般分类。
2、能对生活中常见的简单结构实例进行归类，能指出三种结构的不同应用场合。
结构(Structure)
无处不在
世界上任何事物都存在着结构，结构多种多样且决定着事物存在的性质。
在自然界、在技术领域、在社会领域等普遍存在着结构。
同样是水，有液态、气态、固态.
同样是碳，但有最硬的固体金刚石和最软的固 体石墨存在.
　 注：本教材中的结构只限定在“技术领域” 。
用同样的制作材料，做出来的结构不同的小凳，就会有不同的特性。
一、无处不在的结构
自然界中
第一节 初识结构
一、无处不在的结构
自然界中
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。
第一节 初识结构
细胞
蜘蛛网
人体结构图
恐龙骨骼
雪 花
结构无处不在——自然领域
蜘蛛网
结构无处不在——自然领域
树
树
　应县佛宫寺释迦塔位于山西省朔州市应县城内西北佛宫寺内，俗称应县木塔。建于辽清宁二年（公元1056年），金明昌六年（公元1195年）增修完毕。是我国现存最高最古的一座木构塔式建筑，也是唯一一座木结构楼阁式塔，为全国重点文物保护单位。
　　木塔位于寺南北中轴线上的山门与大殿之间，属于“前塔后殿”的布局。塔建造在四米高的台基上，塔高67.31米，底层直径30.27米，呈平面八角形。第一层立面重檐，以上各层均为单檐，共五层六檐，各层间夹设暗层，实为九层。因底层为重檐并有回廊，故塔的外观为六层屋檐。各层均用内、外两圈木柱支撑，每层外有24根柱子，内有八根，木柱之间使用了许多斜撑、梁、枋和短柱，组成不同方向的复梁式木架，整个建筑没用一颗钉子。有人计算，整个木塔共用红松木料3000立方，约2600多吨重，整体比例适当，建筑宏伟，艺术精巧，外形稳重庄严。
应县木塔
上海松江有个100米深石场，还有一个小湖。 Atkins设计公司就在这里设计了一个22世纪风格的五星级的松江大酒店。建筑宏伟壮观，有一组瀑布状的玻璃幕墙，非常漂亮。这还是一座极为环保的建筑，整个酒店的屋顶种满绿草，石场为酒店提供了良好的温度控制。酒店总共能住1000位客人，他们可以享受酒店里的餐厅、咖啡厅、健身房、宴会厅、水下水族馆、会议厅、泳池、攀岩......
松江大酒店
卓越的结构是设计者和制造者的重要追求
结构无处不在——技术领域
技术领域
汽车
手机
文章的内容结构影响文章的表达效果和质量
企业的人员结构关乎企业的运行和效率
经济结构将影响国家经济的发展前景
结构无处不在——社会领域
什么是结构？
广义上：结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
结构的各个组成部分称为构件。
承载遗传信息的DNA双螺旋结构
众多碱基对的排列,决定了各种生物的特性。
结构决定着事物存在的性质
金刚石与石墨
结构的本质：为了承受力和抵抗形变并增加稳度
思考:人类是如何通过对自然界中结构的分析和研究,将其成果应用到技术领域,从而更好地服务于人类
苍耳子与尼龙搭扣
鸟与飞机
鹰眼与导弹跟踪系统
苍耳子 　植物形态　一年生草本，三角状卵形，边缘有缺刻或3～5浅裂，有不规则粗锯齿，两面有粗毛；它的表面布满了许多小刺，每根刺上都有细细的倒钩，碰到纤维类的衣物，便粘在上面。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
鹰眼与导弹跟踪系统
鹰可以在几千米的高空准确无误地辨别地面上的动物，这是因为它的眼部结构比较特殊。人类每只眼睛的视网膜上都有一个凹槽，叫做中央凹。而老鹰眼中的中央凹却有两个，这两个中央凹的作用不同，其中一个专门用于接收来自鹰头侧面物体的像，另一个用于接收来自鹰头前方物体的像。这样，老鹰的视觉范围就宽多了，能兼顾前方和侧面。根据鹰眼的结构，人们正在研制“鹰眼”导弹系统。这种导弹系统能自动寻找、识别目标并跟踪攻击
生产生活中还有哪些产品的结构是受到自然界事物的启发而产生的。
蜂窝纸板
蜂窝式抽屉整理格
马上行动
在生产生活中那些产品的结构是受到自然物体的结构的启发而产生的
The Question是reebok为艾弗森设计的第一双鞋。 整双鞋采用reebok的[Hexalite]（蜂巢）技术，利用独特的六角形几何连接结构，将受力均匀分散，进行很有效的缓震。后掌采用一整片蜂巢缓震材料，将鞋底和侧面完全包裹，增加了稳定性。
此款鼠标垫的内部结构为仿蜂巢设计，这一设计大大降低了鼠标垫的重量，却不影响鼠标垫的韧性。蜂巢结构设计保障了鼠标垫的结构稳定，使用再久也不会发生变形。
“德耳塔7运动”(Delta 7 Sports) 公司在他们推出的Arantix山地自行车上，典型的质密圆柱管形材料被可通风、可看穿的网格结构所取代。这种网状结构由碳纤维合成物编织而成，并用凯夫拉尔绳(纤维B)进行捆绑。虽然这张“蜘蛛网”看起来可能很脆弱，但这种名为“IsoTruss”的碳纤维合成物强度上却要胜过钢、铝和钛，甚至比质密的的碳合成物还要坚固——当前的超轻型自行车车架一般都使用这种材料。
使用者将产品对准歹徒，扣动板机，击发弹点击后，形成巨大的推动力，将产品前置的捕捉网发射出去，在10米的范围内将歹徒罩住，使歹徒无法奔跑，且越动网罩越紧。在10米左右的范围内，对准歹徒发射，张开的巨大网罩能准确地罩住歹徒，成功率高达98%以上。网为高强度尼龙丝编织而成，具有重量轻、韧性强、不易损坏等特点，能牢牢地罩住歹徒。
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。然而由于当时技术的限制，桥梁残骸的钢材无法被打造戒指。于是这些学院只好用其它钢材代替。不过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)。这枚戒指要戴在小拇指上，作为对每个工程师的一种警示。
魁北克大桥的坍塌
魁
北
克
大
桥
的
坍
塌
警钟
结论:结构影响着它们的性质和功能,结构方面存在的一个小问题也许就会导致重大事故的发生。
合理的结构是事物存在的基础
2008年湖南郴州发生50年来罕见的我国南方大部分地区出现持续低温、雨雪和冰冻极端天气且持续不断大雪灾，三位电力工人在进行抢修的时候因输电铁塔倒塌，牺牲了自己年轻的生命······
1 实心结构：定义？
受力情况：承受的力分布在整个体积中。如：大坝、实心墙、实体物。
结构类型
特点：外力分布在整个体积中；几何外形简单，通常有杆（柱）、板、体等之分。
特点
1、能承受较大压力。
2、几何外形简单。
长
城
大坝
埃及法老像
锤子
2 框架结构：定义？
受力情况：空间框架体。如铁塔架，脚手架，建筑框架体。
框架结构
通常是指结构体由细长的构件（梁、柱、杆、管……）组成的结构。
　　如铁塔架、窗户、自行车架等等。
埃
菲
尔
铁
塔
框架结构
建筑框架
建筑用脚手架
特点
１、支撑空间却不充满空间。
２、几何外形较复杂。
３、制作方便、省料。
特征：几何外形复杂，能承受水平和垂直荷载。
3 壳体结构：定义？
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。
蛋壳对于压力的承受力是惊人的。人人皆知的是，在中国杂技佳作中，不仅有人踩鸡蛋的节目，更有提起两桶水踩蛋的精彩表演。这是巧妙地利用蛋壳承受压力能力的一个极好的例子。蛋不仅是整个生物界最大的单体细胞，以现代技术和工程知识系统的眼光来看，它还是一个集工程学、建筑学、防卫战略、保存能量和使空间利用达到最佳化与将其最完美结合于一身的大自然的绝妙之作。
结构特征：壳体内空，受力合理，形态稳定。
如：饮水杯、储水壶、车厢、大油罐等
壳体结构
　　壳体结构通常是指内部中空的结构。
　　如贝壳、头盔、汽车飞机的外壳等等。
鸡蛋承载实验
想一想：为什么鸡蛋能够承受如此大的压力？
特点
１、外力作用在结构体的表面上。
２、受力均匀、形态稳定。
中国国家大剧院
悉尼歌剧院
安全帽
灯泡
悉尼歌剧院
罗浮宫
4 组合结构
课桌椅
书柜
想一想：学校体育馆都由那些基本结构
组成？
在生产和生活实际中，很多物体的结构是由两种或两种以上的基本结构类型组合而成的。
在这副图中，你看到了什么类型的结构？
埃
菲
尔
铁
塔
锤
子
砧板
中国国家大剧院
帐篷
灯
泡
课桌椅
书 柜
本 节 小 结
根据物体结构形态在受力时承受和传递力的方式差别
实心结构
框架结构
壳形结构
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。
建筑靓图观赏
台北市的101大楼
东海大桥
海底五星级豪华宾馆
东海大桥全长32.5公里世界第一长
东海大桥通航孔
江阴长江公路大桥
（缆索结构）
桁架结构
上海卢浦大桥
（桁架结构）
迪拜塔
哈利法塔高828米160层比台湾101高320米
当堂训练当堂达标：
1．如图所示的结构中，不属于壳体结构的是
A．安全帽 B．电饭煲 C．窗台护栏 D．天文台穹顶
2．分析下列物体的结构类型，判断哪个属于实体结构。
（ ） 　 　A．电灯泡 B．乒乓球 C．橡皮檫 D．篮球 3．在日常生活中物体由不同的结构组成，根据物体的
结构形态通常将结构分为 ______ 结构、______结构、
_______ 结构。
4.《学习与探究活动手册》一~四题
5.2008年1月我国南方遭遇了50年一遇的雪灾，很多灾区的输电塔覆冰垮塌，给灾区人民带来了严重的后果。从结构的类型看，这些输电塔属于 （ ）
A．实体结构 B．框架结构
C．壳体结构 D．柱形结构
矿泉水瓶小制作
6、利用矿泉水瓶，你能做出什么东西？

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