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结构与设计
1、结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配
和排列。（广义）
结构的含义　　　
结构的各个组成部分称为构件。
如自行车的车轮，它是由辐条、轮胎、车圈、气门等构件组成的。
2、结构是指可承受一定力的架构形态，简单地说，结构是为了承受力和抵抗变形。（力学）
实体结构
框架结构
壳体结构
结构的常见类型　　　
1 实体结构
结构体是实心的。
受力情况：外力分布在整个体积中。主要承受压力。
举例：实心墙、实心柱、实心球。
2 框架结构
由细长的构件组成。
受力情况：支撑空间却不充满空间。 可以承受压力和拉力等。
3 壳体结构
受力特点：外力作用在结构体的表面上。特别是当顶部受到压力时，它能将力均匀扩散。
1、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。下列物体属于壳体结构的是（ ）。
①安全帽②书本③贝壳④脚手架
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
2、赵州桥，桥长64．40米，跨径37．02米，是当今世界上跨径最大、建造最早的单孔敞肩型石拱桥。因桥两端肩部各有二个小孔，不是实的，故称敞肩型，这是世界造桥史的一个创造。按结构形态分类，该桥应为(　　)结构。
A．壳体结构 B．实体结构
C．框架结构 D．组合结构
B
D
物体的结构类型
大多数现代建筑物的结构是组合结构。往往整体是框架结构，地基、柱等是实体结构，有的建筑的屋顶是壳体结构。
从力学的角度来说，结构是指可承受一定力的架构形态，简单地说，结构是为了承受力和抵抗变形。
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。
当结构中任一部分的应力达到材料的某种极限值时, 结构就会遭到破坏。
拉力：物体所承受的拉拽力。
拔河！
基本受力形式
压力：挤压物体的力。
趁热打铁！
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的力。
修理草坪！
弯曲力：作用于物体，使它产生
弯曲的力
钓 鱼！
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。
拧干衣服！
1、当一个结构受到外力作用时，内部各质点之间的相互作用发生改变，产生一种抵抗的力，称为（ ）
A．应力 B．弯曲力C．扭曲 D．内力
2、在日常生活中，剪指甲时和拧衣服时，指甲和衣服主要受力形式是(　　)
A．剪切力和扭转力B．压力和弯曲力　
C．弯曲力和压力 D．压力和扭转力
D
A
3、在举办运动会的时候，运动员在单杠上做大回环姿势时，会使杠体产生（ 　）变形。
A．拉伸 B．弯曲
C．压缩 D．断裂
4、用打气筒给自行车打气时，打气筒活塞杆的受力形式是：（　　）
A．始终承受拉力 B．始终承受压力
C．下压时承受压力 D．上提时承受压力
B
C
5、上刀梯是是湘西苗族的传统活动，表演者为保证脚不受割伤，必须力求脚底面垂直落在刀刃上，绝不滑动。此时脚底面承受（ ）。
A．拉力 B．压力 C．剪切力 D．弯曲力
上刀梯不被刀子划出血是有技巧的。利用了生活上的常识：凡是锋利的刀，只有来回才会划开皮肤，或者使劲才能切开皮肤。上刀梯者明白这个道理，所以脚一踩在刀口上就不动；上时脚板尽量用后跟最硬部分踩刀口，之前用带子勒紧了腰，使大部分力量集中在反握利刃的双手上，尽量减轻脚的压力；再者上刀梯前脚板被药酒擦过，变得又硬又滑，更不容易划破皮肤了。
B
结构的稳定性(Stability)是指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。
结构的稳定性　　　
稳定性
支撑面
重心
形 状
稳定性的主要影响因素
结构稳定的条件
运动状态下与静止状态下物体的稳定条件有所不同
重心所在点的垂线落在结构底面的范围内，就是稳定的。
1、影响结构稳定性的因素有（　　）。
①物体的形状。②材料。③材料之间的联接方式。④物体重心的位置。
A．①②③ B．②③
C．①④ D．①②③④
2、走钢丝的人手上拿着一条长棒的目的是（ ）
A．美观 B．调节重心 C．保护 D．支撑
C
B
3、（世界一级方程式）赛车比赛是一项“极速运动”。比赛时，赛车要想跑出很高的速度，同时要保持运动过程中的稳定性，你认为赛车应怎样进行设计（ ）
A．流线型外型，底盘高，很重
B．流线型外型，底盘低，很轻
C．弧线型外型，底盘低，有一定自重
D．流线型外型，底盘低，有一定自重
D
4．现实生活中的艺术品可是说是数不胜数。比如：不倒翁，它在某些艺术家的眼中被称为是“幽默的线条”。原因总是“不倒”，那么我们看其“不倒”的原因是（ 　）。
A．构成其材料的强度大。
B．其形状美观性较好。
C．其重心低。
D．其重心低，并且底面是光滑的弧面。
D
5、为了使板凳更稳定，不宜采取的方法是(　　)
A．把板凳腿都缩短一点
B．把板凳腿适当加粗
C．把板凳腿下端用木条连接起来　
D．把板凳上表面的面积加大
D
6、人们利用啤酒瓶倒置来预报地震，主要是根据啤酒瓶倒置时，它是根据（　　）原理实现的。
A．重心下移，稳定性降低
B．重心上移，稳定性降低
C．重心下移，稳定性增加
D．重心上移，稳定性增加
B
7、在日常生活中，你所见到的以下哪一个结构是不属于利用不稳定的结构实现某些功能的。（ ）
A．游乐设施的跷跷板功能结构；
B．房间门口的活页功能结构；
C．学校运动场的篮球架结构；
D．圆珠笔的笔嘴结构。
C
结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。
结构的强度　　　
结构强度与稳定性的区别
稳定性：指在外力的作用下不容易翻倒
强度：指在外力的作用下结构体本身遭到破坏
影响结构强度的主要因素
强度
连接方式
材料
形 状
去掉这根铁棒行吗？
形 状
钻石的结构
不同形状的横截面构件所能承受力的程度不同
木头
塑料
金属铁
材 料
铰连接——被连接的构件在连接处不能相对移
动，但能相对转动。
刚连接——既不能相对移动，也不能相对转动。
连接方式
马上行动
请回答：在自行车各部件之间的连接中，
三角架属于 连接；
刹车连杆之间属于 连接；
辐条与钢圈之间属于 连接。
刚
铰
刚
结构强度
结构的连接
结构的形状
结构的材料
小试身手
1、吊兰支撑架使用三角形支架结构，而不用由一根直杆挑起的结构，这说明以下哪个因素（ ）影响着结构强度？
A．材料 B．形状
C．构件 D．连接方式
B
2、分别在一根竹竿和一根同样尺寸的脆性塑料杆上不断加挂相同质量的重物，竹竿比脆性塑料杆能挂更多重物而不会断裂，说明在这个试验中影响结构的强度主要是：（ ）
A．材料
B．结构的形状
C．构件横截面形状
D．构件的连接方式
A
3、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
墙体
台面
挑梁
B
4、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
C
典型结构案例
梁、拱结构的受力P17-20
拱结构既有利于承载，又美观。
如：礼堂、展览馆、体育馆、火车站、飞机库等的大跨屋盖承重结构 多为拱形结构。
1、中生代巨型爬行动物恐龙身长20米，体重三四十吨，但它的身体却未被自己的体重压垮，其主要原因是（ ）
A．恐龙的骨骼粗大
B．恐龙的肌肉发达
C．恐龙身体成拱形结构
D．恐龙很少运动
C
2、钢筋混凝土梁中混凝土主要是起着抗压的作用，而钢筋主要是起抗拉的作用，如右图，楼板和阳台的加固钢筋位置都安装正确的是（ ）
B
结构不仅是事物存在的一种形式，而且对事物的功能和作用产生着直接影响，结构的改变可能导致功能的变化。
结构与功能　　　
结构设计应考虑的主要因素　
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
C

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