第一單元-第一節(jié).常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)

第一節(jié)常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)第一單元結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)我們身邊存在著各種各樣的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)普遍存在于自然界的物體中，也存在于人類(lèi)創(chuàng)造的各種物體中。尼龍搭扣與蒼耳子鷹眼與導(dǎo)彈跟蹤系統(tǒng)鷹可以在幾千米的高空準(zhǔn)確無(wú)誤地辨別地面上的動(dòng)物，這是因?yàn)樗难鄄拷Y(jié)構(gòu)比較特殊。人類(lèi)每只眼睛的視網(wǎng)膜上都有一個(gè)凹槽，叫做中央凹。而老鷹眼中的中央凹卻有兩個(gè)，這兩個(gè)中央凹的作用不同，其中一個(gè)專(zhuān)門(mén)用于接收來(lái)自鷹頭側(cè)面物體的像，另一個(gè)用于接收來(lái)自鷹頭前方物體的像。這樣，老鷹的視覺(jué)范圍就寬多了，能兼顧前方和側(cè)面。根據(jù)鷹眼的結(jié)構(gòu)，人們正在研制“鷹眼”導(dǎo)彈系統(tǒng)。這種導(dǎo)彈系統(tǒng)能自動(dòng)尋找、識(shí)別目標(biāo)并跟蹤攻擊。蜂巢各種各樣的結(jié)構(gòu)——自然界雪花各種各樣的結(jié)構(gòu)——自然界貝殼各種各樣的結(jié)構(gòu)——自然界汽車(chē)手機(jī)各種各樣的結(jié)構(gòu)——人類(lèi)創(chuàng)造長(zhǎng)城悉尼歌劇院羅浮宮各種各樣的結(jié)構(gòu)——人類(lèi)創(chuàng)造橋趙州橋海南世紀(jì)大橋各種各樣的結(jié)構(gòu)——人類(lèi)創(chuàng)造什么是結(jié)構(gòu)？廣義上：結(jié)構(gòu)是指事物的各個(gè)組成部分之間的有序搭配和排列。結(jié)構(gòu)的各個(gè)組成部分稱(chēng)為構(gòu)件。

世界上任何事物都存在結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)多種多樣且決定著事物存在的性質(zhì)。自行車(chē)車(chē)輪

想一想：不同的物體為什么會(huì)有不同的結(jié)構(gòu)？？

【閱讀】魁北克大橋的坍塌。請(qǐng)問(wèn)魁北克大橋的案例給了我們什么啟示？

技術(shù)領(lǐng)域中的結(jié)構(gòu)對(duì)常見(jiàn)的物體進(jìn)行分析：椅子橋從力學(xué)的角度：結(jié)構(gòu)是指可承受一定應(yīng)力的物體形態(tài)，結(jié)構(gòu)可以抵抗能引起形狀和大小變化的力。當(dāng)一個(gè)結(jié)構(gòu)受到外力作用時(shí)，內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用會(huì)發(fā)生改變，產(chǎn)生一種抵制的力，稱(chēng)為內(nèi)力。應(yīng)力是構(gòu)件的單位橫截面積上所產(chǎn)生的內(nèi)力，用公式表示為應(yīng)力=內(nèi)力/受力面積彎曲力：作用于物體，使它產(chǎn)生彎曲的力剪切力：兩個(gè)距離很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物體上的平行的力壓力：擠壓物體的力。拉力：物體所承受的拉拽力。扭轉(zhuǎn)力：反方向向物體兩端均勻施力，使物體發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變的力。組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件的基本受力形式拉力壓力扭曲力彎曲力剪切力探究

觀察右圖，說(shuō)明石磨的推桿為什么要用一根繩子吊起來(lái)？結(jié)構(gòu)的分類(lèi)根據(jù)物體結(jié)構(gòu)形態(tài)在受力時(shí)承受和傳遞力的方式差別結(jié)構(gòu)殼形結(jié)構(gòu)實(shí)體結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)實(shí)體結(jié)構(gòu)通常是指結(jié)構(gòu)體本身是實(shí)心的結(jié)構(gòu)。如墻壁、柱子、實(shí)心球等等。實(shí)體結(jié)構(gòu)長(zhǎng)城實(shí)體結(jié)構(gòu)三峽大壩實(shí)體結(jié)構(gòu)錘子砧板實(shí)體結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)如何？實(shí)體結(jié)構(gòu)是利用自身來(lái)承受荷載，主要承受壓力。埃菲爾鐵塔框架結(jié)構(gòu)通常是指結(jié)構(gòu)體本身由細(xì)長(zhǎng)的構(gòu)件組成，支撐空間卻不充滿空間。如窗戶(hù)、畫(huà)框、房子的架構(gòu)等等。框架結(jié)構(gòu)建筑框架建筑用腳手架書(shū)桌椅書(shū)柜框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)如何？框架結(jié)構(gòu)是通過(guò)條狀物的連接來(lái)承受荷載，可以承受壓力和拉力。猜一猜它們是什么結(jié)構(gòu)？殼體結(jié)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu)通常是指層狀的結(jié)構(gòu)。如貝殼、頭盔、汽車(chē)飛機(jī)的外殼等等。燈泡殼體結(jié)構(gòu)中國(guó)國(guó)家大劇院帳篷小試驗(yàn)——?dú)んw結(jié)構(gòu)的受力情況。思考：1.為什么雞蛋能夠承受如此大的壓力？2.觀察烏龜貝殼的結(jié)構(gòu)，想一想這種結(jié)構(gòu)會(huì)給烏龜帶來(lái)什么好處？殼形結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)如何？殼形結(jié)構(gòu)通過(guò)殼形來(lái)傳遞力和承受荷載，特別是當(dāng)頂部受到壓力時(shí)，它能將力均勻擴(kuò)散。殼體結(jié)構(gòu)實(shí)體結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)的類(lèi)型【案例分析】分析世界上最大教堂——圣彼得大教堂的結(jié)構(gòu)類(lèi)型。

在生產(chǎn)和生活中，很多物體并不是單一的結(jié)構(gòu)體，而是由兩種或兩種以上的基本結(jié)構(gòu)類(lèi)型組合而成的。

練習(xí)：當(dāng)出現(xiàn)交通事故時(shí)，摩托車(chē)手的頭盔是如何避免外力對(duì)頭骨的撞擊的？汽車(chē)的安全氣囊又是如何保護(hù)駕馭員的？

參考：摩托車(chē)手頭盔的某一部位受到一個(gè)大的撞擊力，由于頭盔的殼體結(jié)構(gòu)，使得所受力迅速分布到其表面，形成整個(gè)頭盔表面均勻受力，而不是某一點(diǎn)受很大的力……當(dāng)汽車(chē)前端發(fā)生強(qiáng)烈碰撞時(shí)，安全氣囊就會(huì)瞬間從汽車(chē)方向盤(pán)內(nèi)彈出來(lái)，墊在方向盤(pán)與駕馭者之間，防止駕馭者的頭部和胸部撞擊到方向盤(pán)或儀表板等硬物上。除了駕馭員側(cè)有安全氣囊外，有些汽車(chē)前排也安裝乘客用的安全氣囊……結(jié)構(gòu)的類(lèi)型【馬上行動(dòng)】物體結(jié)構(gòu)實(shí)體結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)柵欄

圓形陶瓷裝飾品

冰山

高層建筑的穹頂

鋼化玻璃鍋蓋

竹排

汽車(chē)外殼

人的頭蓋骨

古羅馬斗獸場(chǎng)

√支撐空間卻不充滿空間√結(jié)構(gòu)體的表面

√

外力分布在整個(gè)體積中√結(jié)構(gòu)體的表面結(jié)構(gòu)體的表面

√

√支撐空間卻不充滿空間

√結(jié)構(gòu)體的表面√結(jié)構(gòu)體的表面√支撐部分空間，分布在部分體積中小結(jié)：1、什么是結(jié)構(gòu)2、結(jié)構(gòu)與力3、結(jié)構(gòu)的分類(lèi)調(diào)查項(xiàng)目同學(xué)們可自主選擇以下任一項(xiàng)，也可自主設(shè)置活動(dòng)。以小組合作的方式，對(duì)我們身邊的建筑物或生活用品的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行調(diào)查活動(dòng)1：調(diào)查3座以上不同形狀的橋梁?；顒?dòng)2：調(diào)查3種以上不同形狀