常見結(jié)構(gòu)的認(rèn)識

常見結(jié)構(gòu)的認(rèn)識第一頁，共七十六頁，2022年，8月28日第二頁，共七十六頁，2022年，8月28日你知道嗎？金剛石和石墨的物理性質(zhì)為什么有很大的差別？金剛石是由于金剛石和石墨里的碳原子的排列結(jié)構(gòu)不同而引起的第三頁，共七十六頁，2022年，8月28日1、無處不在的結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)(structure)

是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。

自然界：技術(shù)領(lǐng)域:社會領(lǐng)域:第四頁，共七十六頁，2022年，8月28日

自然界形形色色的結(jié)構(gòu)給了人們無窮的創(chuàng)造靈感和啟示。

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)。第五頁，共七十六頁，2022年，8月28日【思考】1、為什么要研究結(jié)構(gòu)？2、生產(chǎn)生活中還有哪些產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)是受到自然界事物結(jié)構(gòu)的啟發(fā)而產(chǎn)生的？3、我們?nèi)祟惡枚嗟胤讲蝗鐒游?不能象鳥一樣在空中自由飛翔,不能象魚一樣在水中歡快游蕩,奔跑速度不如狗，打斗力氣不如虎。人類憑什么能成為動物界的統(tǒng)治者呢?第六頁，共七十六頁，2022年，8月28日科羅拉多大峽谷

第七頁，共七十六頁，2022年，8月28日第八頁，共七十六頁，2022年，8月28日第九頁，共七十六頁，2022年，8月28日第十頁，共七十六頁，2022年，8月28日第十一頁，共七十六頁，2022年，8月28日第十二頁，共七十六頁，2022年，8月28日第十三頁，共七十六頁，2022年，8月28日第十四頁，共七十六頁，2022年，8月28日恐龍骨骼第十五頁，共七十六頁，2022年，8月28日第十六頁，共七十六頁，2022年，8月28日

承載遺傳信息的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)眾多堿基對的排列,決定了各種生物的特性。

第十七頁，共七十六頁，2022年，8月28日希臘帕特農(nóng)神廟（又稱雅典娜神廟）第十八頁，共七十六頁，2022年，8月28日第十九頁，共七十六頁，2022年，8月28日第二十頁，共七十六頁，2022年，8月28日

第二十一頁，共七十六頁，2022年，8月28日第二十二頁，共七十六頁，2022年，8月28日第二十三頁，共七十六頁，2022年，8月28日悉尼歌劇院羅浮宮第二十四頁，共七十六頁，2022年，8月28日案例分析P003第二十五頁，共七十六頁，2022年，8月28日自然界結(jié)構(gòu)給人的啟示蜂窩紙板第二十六頁，共七十六頁，2022年，8月28日第二十七頁，共七十六頁，2022年，8月28日科學(xué)家根據(jù)蜻蜓的結(jié)構(gòu)研制成功了直升飛機(jī)。第二十八頁，共七十六頁，2022年，8月28日蜂巢由一個個排列整齊的六棱柱形小蜂房組成，每個小蜂房的底部由3個相同的菱形組成，這些結(jié)構(gòu)與近代數(shù)學(xué)家精確計(jì)算出來的——菱形鈍角109°28’，銳角70°32’完全相同，是最節(jié)省材料的結(jié)構(gòu)，且容量大、極堅(jiān)固，人們仿其構(gòu)造用各種材料制成蜂巢式夾層結(jié)構(gòu)板，強(qiáng)度大、重量輕、不易傳導(dǎo)聲和熱，是建筑及制造航天飛機(jī)、宇宙飛船、人造衛(wèi)星等的理想材料。

第二十九頁，共七十六頁，2022年，8月28日受蜂巢的啟示設(shè)計(jì)出了種種輕質(zhì)高強(qiáng)的泡沫蜂窩結(jié)構(gòu)第三十頁，共七十六頁，2022年，8月28日人們從蝙蝠利用超聲波判斷物體的能力，研制了雷達(dá)。第三十一頁，共七十六頁，2022年，8月28日

蜘蛛也是自然界中出色的建筑師。它的蛛網(wǎng)織得何等巧妙。有的學(xué)者發(fā)現(xiàn)，蜘蛛能根據(jù)地形地物“精確的計(jì)算”出織多大的網(wǎng)，然后“提出”最省料而能達(dá)到最大面積的“方案”，迅速而準(zhǔn)確地織出蛛網(wǎng)。蛛網(wǎng)是自然界中獨(dú)一無二的懸索結(jié)構(gòu)。當(dāng)代的懸索結(jié)構(gòu)則是模擬蛛網(wǎng)的一大成就。第三十二頁，共七十六頁，2022年，8月28日

潤揚(yáng)長江大橋的國內(nèi)第一：大橋南汊懸索橋主跨1490米，為中國第一世界第三大跨徑懸索橋；懸索橋主塔高215。58米，為國內(nèi)第一高塔；懸索橋主纜長2600米，為國內(nèi)第一長纜；大橋鋼箱梁總重34000噸，為國內(nèi)第一重；鋼橋面鋪裝面積達(dá)71400平方米，為國內(nèi)第一大面積鋼橋面鋪裝；懸索橋錨碇錨體澆鑄混凝土近6萬立方米，為國內(nèi)第一大錨碇。

第三十三頁，共七十六頁，2022年，8月28日

在美洲的亞馬遜河上，生長著一種世界聞名的觀賞植物——王蓮。王蓮有個圓形的大葉，浮在水面上，直徑有2米，一個五、六歲的孩子坐在上邊，就像坐在船上。大約100多年前，法國的一位園藝師兼建筑師約瑟夫·莫尼哀對王蓮進(jìn)行了研究。原來，王蓮葉子的背面有許多又粗又大的葉脈，葉脈之間用許多鐮刀形的橫筋連著，構(gòu)成了一種卓絕的網(wǎng)狀骨架，可以承受很大的荷載。受王蓮的啟發(fā)，他模仿王蓮的葉脈結(jié)構(gòu)，用鋼筋和玻璃建造了一座水晶宮般的大花房。第三十四頁，共七十六頁，2022年，8月28日——密斯凡德羅水晶宮

第三十五頁，共七十六頁，2022年，8月28日社會領(lǐng)域也存在結(jié)構(gòu)現(xiàn)象一篇文章企業(yè)家庭結(jié)構(gòu)班級結(jié)構(gòu)……第三十六頁，共七十六頁，2022年，8月28日魁北克大橋的坍塌閱讀結(jié)論:結(jié)構(gòu)影響著它們的性質(zhì)和功能,結(jié)構(gòu)方面存在的一個小問題也許就會導(dǎo)致重大事故的發(fā)生。

思考：大橋坍塌的原因是什么？擅自改變橋的結(jié)構(gòu)。

合理的結(jié)構(gòu)是事物存在的基礎(chǔ)，卓越的結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)者和制造者的重要追求。第三十七頁，共七十六頁，2022年，8月28日歸納從自然界、技術(shù)領(lǐng)域、社會領(lǐng)域三個層面逐步深入地認(rèn)識結(jié)構(gòu)。它們的共同點(diǎn)是：（1）各自都有組成部分

（2）是有序的搭配和排列第三十八頁，共七十六頁，2022年，8月28日

生活中常見的結(jié)構(gòu)都要承受一定力的作用。那么結(jié)構(gòu)與力有什么關(guān)系呢？2結(jié)構(gòu)與力

第三十九頁，共七十六頁，2022年，8月28日橋梁結(jié)構(gòu)受力第四十頁，共七十六頁，2022年，8月28日

從力學(xué)角度來說,結(jié)構(gòu)是指可承受一定力的架構(gòu)形態(tài),它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。生活中很多結(jié)構(gòu)在一定外力作用下就會遭到破壞

第四十一頁，共七十六頁，2022年，8月28日馬上行動指出下例結(jié)構(gòu)可以抵抗來自外界那些方面的作用力。建筑物的窗戶餐桌建筑物的窗戶餐桌硬紙包裝箱

墻體的正向壓力、風(fēng)的作用力、自身重力等桌面物體的壓力，自身重力等箱內(nèi)物體的重力、擠壓力、自身重力等第四十二頁，共七十六頁，2022年，8月28日構(gòu)件：一個較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)由許多不同的組成部分,這些組成部分通常稱為構(gòu)件。如:自行車的車輪，由輻條、輪胎、車圈等構(gòu)件組成。第四十三頁，共七十六頁，2022年，8月28日構(gòu)件的受力形式當(dāng)我們知道了結(jié)構(gòu)與力的關(guān)系后，還需要進(jìn)一步了解作用在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上的各種力。也就是構(gòu)件的基本受力形式。第四十四頁，共七十六頁，2022年，8月28日拉力物體所承受的拉拽力

起吊重物的鋼索、拔河時的繩子壓力擠壓物體的力

千斤頂?shù)幕钊?、橋墩剪切力兩個距離很近,大小相等,方向相反,且作用于同一物體上的平行力

鉚釘、機(jī)械中常用的連接件扭轉(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

汽車的傳動軸、擰干中的衣服彎曲力作用于物體,使它產(chǎn)生彎曲的力

起重機(jī)的大梁、釣魚竿五種力的基本形式。第四十五頁，共七十六頁，2022年，8月28日提問:梁只是由混凝土材料構(gòu)成的嗎?一般的物體都受到多種力的同時作用第四十六頁，共七十六頁，2022年，8月28日物理學(xué)與通用技術(shù)研究力的角度不同,物理學(xué)往往研究外力,把物體當(dāng)質(zhì)點(diǎn),哪怕是地球,在研究它繞太陽轉(zhuǎn)動時,仍把它當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)。而技術(shù)學(xué)則關(guān)注一個物體內(nèi)部受力情況。

在分析結(jié)構(gòu)的構(gòu)件受力過程中，其側(cè)重點(diǎn)是力引起結(jié)構(gòu)的形變和破壞.第四十七頁，共七十六頁，2022年，8月28日結(jié)構(gòu)受力分析：p5第四十八頁，共七十六頁，2022年，8月28日結(jié)構(gòu)與力【馬上行動】填空：

在上圖中，吊蘭的支撐架承受

，橋墩承受來自橋面、橋上負(fù)載的

，兩端被托住的橋梁受到

。彎曲力壓力支撐力第四十九頁，共七十六頁，2022年，8月28日

觀察右圖,說明石磨的推桿為什么要用繩子吊起來。思考與討論：答案：

1、抵消推桿自身的重力

2、保持人在推磨過程時推桿始終在平行

于地面的平面上運(yùn)動；第五十頁，共七十六頁，2022年，8月28日〖探究活動〗比較不同形狀的紙板承受壓力的大小1、哪種情況下紙板的抗壓能力最強(qiáng)？2、舉例說明這一結(jié)論在實(shí)際應(yīng)用中有什么意義？

3.如果把紙板折成瓦楞狀,試驗(yàn)結(jié)果會發(fā)生什么變化?

第五十一頁，共七十六頁，2022年，8月28日3、結(jié)構(gòu)的分類根據(jù)物體結(jié)構(gòu)形態(tài)在受力時承受和傳遞力的方式差別實(shí)體結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)第五十二頁，共七十六頁，2022年，8月28日踩雞蛋視頻第五十三頁，共七十六頁，2022年，8月28日3結(jié)構(gòu)的類型實(shí)體結(jié)構(gòu)：實(shí)心結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)：外力分布在整個體積中實(shí)體結(jié)構(gòu)可以連續(xù)傳遞載荷，適于承受壓力。案例分析：實(shí)心墻等第五十四頁，共七十六頁，2022年，8月28日實(shí)體結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)體本身是實(shí)心的結(jié)構(gòu)，外力分布在整個體積中；第五十五頁，共七十六頁，2022年，8月28日第五十六頁，共七十六頁，2022年，8月28日框架結(jié)構(gòu)：細(xì)長的構(gòu)件受力特點(diǎn)：支撐空間而不充滿空間結(jié)構(gòu)體由細(xì)長的構(gòu)件組成。案例分析

：鐵架塔返回第五十七頁，共七十六頁，2022年，8月28日第五十八頁，共七十六頁，2022年，8月28日第五十九頁，共七十六頁，2022年，8月28日殼體結(jié)構(gòu)：層狀結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)：外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面上殼體結(jié)構(gòu)通常是指層狀（曲面）的結(jié)構(gòu)。由于它可以將作用在其上的集中橫向載荷分散為沿殼體的壓力。因此在場館建設(shè)中用得很多。案例分析：頭盔，汽車外殼等返回第六十頁，共七十六頁，2022年，8月28日殼體結(jié)構(gòu)：通常指層狀的結(jié)構(gòu)，外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面上；第六十一頁，共七十六頁，2022年，8月28日[雞蛋承受壓力試驗(yàn)]

目的：了解殼體結(jié)構(gòu)的受力情況。準(zhǔn)備：雞蛋3只，瓶蓋6只，木板一塊，重物若干。過程：略。記錄：雞蛋所能承受重物的數(shù)量。第六十二頁，共七十六頁，2022年，8月28日悉尼歌劇院（殼體結(jié)構(gòu)）第六十三頁，共七十六頁，2022年，8月28日國家大劇院第六十四頁，共七十六頁，2022年，8月28日第六十五頁，共七十六頁，2022年，8月28日第六十六頁，共七十六頁，2022年，8月28日結(jié)構(gòu)的類型類型特點(diǎn)受力特點(diǎn)實(shí)例實(shí)體結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體是實(shí)心外力分布在整個體積中主要承受壓力實(shí)心墻大壩結(jié)構(gòu)體由細(xì)長的構(gòu)件組成支撐空間而不充滿空間即可以承受壓力，又可以承受拉力鐵架結(jié)構(gòu)體是層狀外力作用在結(jié)構(gòu)體表面上當(dāng)殼頂部受到壓力時，能將力均勻分散頭盔貝殼第六十七頁，共七十六頁，2022年，8月28日請區(qū)分結(jié)構(gòu)的類型第六十八頁，共七十六頁，2022年，8月28日

自行車也是由若干結(jié)構(gòu)組合而成的。其中承重部分是框架結(jié)構(gòu)，擋泥板是殼體結(jié)構(gòu)等。第六十九頁，共七十六頁，2022年，8月28日結(jié)構(gòu)的類型

【馬上行動】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

汽車外殼

人的頭蓋骨

古羅馬斗獸場

√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，分布在部分體積中第七十頁，共七十六頁，2022年，8月28日

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

參考：摩托車手頭盔的某一部位受到一個大的撞擊力，由于頭盔的殼體結(jié)構(gòu)，使得所受力迅速分布到其表面，形成整個頭盔表面均勻受力，而不是某一點(diǎn)受很大的力……當(dāng)汽車前端發(fā)生強(qiáng)烈碰撞時，安全氣囊就會瞬間從汽車方向盤內(nèi)彈出來，墊在方向盤與駕馭者之間，防止駕馭者的頭部和胸部撞擊到方向盤或儀表板等硬物上。除了駕馭員側(cè)有安全氣囊外，有些汽車前排也安裝乘客用的安全氣囊……第七十一頁，共七十六頁，2022年，8月28日第七十二頁，共七十六頁，2022年，8月28日課堂練習(xí)一、選擇題1、下列關(guān)于物體結(jié)構(gòu)類型分類錯誤的是（）A.柵欄屬于框架結(jié)構(gòu)B.大壩屬于框架結(jié)構(gòu)C.烏龜外殼屬于殼體結(jié)構(gòu)D