必修 技術與設計2 第一章 結構及其設計（含答案解析）

通用技術必修2技術與設計2第一章結構及其設計一、章節(jié)體系二、知識點1.1認識結構(一)感知不同的結構結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。(二)認識結構與力從力學的角度看，結構是指可承受一定力的物體形態(tài)，結構可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。力的類型圖示受力特點案例受壓構件兩端承受沿軸線方向的壓力工作中的千斤頂受拉構件兩端承受沿軸線方向的拉力斜拉橋的拉索受彎曲在通過構件軸線的平面內，承受垂直于構件軸線的外力或外力偶的作用人吊單杠受扭轉構件兩端受到兩個在垂直于軸線平面內的力偶作用，兩力偶大小相等，轉向相反受擰的水管受剪切構件承受兩個作用線相距很近大小相等、方向相反的力用剪刀剪鐵皮（三）了解結構的分類按形態(tài)分類：實體結構、框架結構和殼體結構。實體結構：利用自身來承受荷載，主要承受壓力。框架結構：通過條狀物的連接來承受荷載，既能承受壓力又能夠承受拉力。如鐵架塔、建筑用腳手架、廠房的框架等。殼體結構：通過層狀的結構殼形來傳遞力和承受荷載，特別是當殼形頂部受到壓力時，它能將力均勻擴散。如摩托車頭盔、飛機外殼等。1.2探究結構（一）結構的穩(wěn)定性結構的穩(wěn)定性是指結構在荷載的作用下維持其原有平衡形式的能力。結構的穩(wěn)定性與它的幾何形狀、支撐面面積的大小和重心位置密切相關。重心越低，結構越穩(wěn)定。為了結構穩(wěn)定，要求重心垂線落在支撐面內。支撐面越大，結構越穩(wěn)定。支撐面是指支撐結構（地面）接觸部分所圍成的面。幾何形狀要科學合理，結構才更加穩(wěn)定。采用三角形結構可增強結構的穩(wěn)定性。（二）結構的強度（一）強度與應力內力是由外力引起的，是對變形的一種抵抗。在工程技術中，不允許任何構件在正常工作情況下被破壞，這就要求構件必須具有抵抗被破壞的能力，這種能力稱作強度。構件單位橫截面面積所受的內力稱為構件的應力。σ=N/A （σ：應力，N：內力，A：：橫截面面積）（二）強度與材料結構的強度：與材料有關，與構件的形狀有關，與橫截面形狀也有關，構件連接處的強度有關。（三）結構的連接連接就是通過一定的方式把兩件或兩件以上的物體連在一起。鉸結：被連接的構件在連接處不能相對移動，但可相對轉動。如松螺栓、銷接等。剛結：被連接的構件在連接處既不能相對移動，又不能相對轉動。如膠接、焊接等。結構的強度和穩(wěn)定性試驗技術試驗是解決技術問題的重要方法。1.3設計結構結構設計屬于設計的一種類型，它必須遵循一般的設計方法和過程。結構設計不但要考慮它的功能要求，還必須考慮它的受力情況、安全性、穩(wěn)定性、強度、連接。結構不僅是事物存在的一種形式，而且對事物的功能和作用產生著直接影響。事物的結構決定了其功能。結構設計應以一種或幾種功能的實現為基本目標，應滿足設計規(guī)范，滿足使用者的基本需要。1.4典型結構的欣賞欣賞結構：一是從歷史、文化的角度，二是從技術的角度。（一）建筑結構與歷史、文化文化的角度：結構的文化寓意與傳達，公眾認可的美學原則，反映時代、民族、習俗方面的特征，結構的個性特征等。（二）建筑結構與技術技術的角度：結構的使用功能的實現，結構的穩(wěn)固耐用，結構造型設計的創(chuàng)意和表現力，材料使用的合理性，工藝制造的精湛程度等。三、學業(yè)測試一、單選題1．如圖所示的灑水車，它裝水的水罐屬于基本結構類型中的A．實體結構B．框架結構C．殼體結構D．組合結構【答案】：C【解析】：水罐符合殼體結構的殼形形態(tài)，所以選C項。2．如圖所示的重慶朝天門長江大橋，其主體結構屬于基本結構類型中的A．實體結構 B．框架結構C．殼體結構 D．組合結構【答案】：B【解析】：鋼架長江大橋符合框架結構定義，由條狀物連接而成，選B項。3．如圖所示的房屋土墻，采用黏土夯實修建，可承受一定的壓力，該土墻屬于基本結構類型中的A．實體結構 B．框架結構C．殼體結構 D．組合結構【答案】：A【解析】：土墻由黏土夯實修建，符合實體結構的定義，所以選A項。4．“山城棒棒軍”講述的是一群進城農民工在重慶朝天門碼頭、菜園壩火車站等地，靠著一根竹棒、兩條繩索，下力討生活的故事。如圖所示是一位“棒棒軍”正在用一根竹棒幫別人挑貨物時的場景?！鞍舭糗姟痹谔羝鹭浳锖螅捎谪浳锾?，竹棒突然斷裂。于是他向一個朋友借了一根一樣粗細的木棒，完成了這一趟活。此案例中影響結構強度的主要因素是A．構件橫截面形狀 B．結構的形狀C．材料 D．構件的連接方式【答案】：C【解析】：木棒與竹棒截面面積相同，卻能承受更大的外力，說明影響結構強度的主要因素是材料。5．下列結構中，屬于殼體結構的是A．鍋蓋 B．筷子簍 C．石凳 D．燒烤架【答案】：A【解析】：鍋蓋符合殼體結構的特點，選A項。6.如圖所示的小木床，下列分析不恰當的是A．木床整體屬于實體結構B．木床的腳安裝有斜拉金屬條，主要是起到固定結構形狀的作用C．木床中間增加一個支撐腳，可以增大承重量D．木床的腳主要承受壓力，所以要結實才行【答案】：A【解析】：木床整體以至于框架結構，而不屬于實體結構，所以選A項。7．如圖所示是一輛折疊滑板車，下列關于該滑板車的評價不恰當的是A．可折疊設計，能縮小所占空間，方便攜帶B．折疊處采用鉸連接，會降低滑板車的強度C．采用優(yōu)質鋁合金材料，輕便環(huán)保D．可折疊設計，降低了結構的穩(wěn)定性【答案】：D【解析】：折疊設計，有可能影響結構的強度，不影響結構的穩(wěn)定性。8．如圖所示是某汽油機的基本結構圖，當氣缸中的氣體膨脹引起活塞向下運動時，活塞和連桿的主要受力形式是A．活塞受拉、連桿受拉 B．活塞受壓、連桿剪切C．活塞受拉、連桿彎曲 D．活塞受壓、連桿受壓【答案】：D【解析】：氣體膨脹對活塞產生壓力，活塞下行對連桿形成壓力，所以選D項。如圖所示為一款木制毛筆筆架，請根據所學知識完成9-10問題。9．當對該筆架施加推力時，它很容易翻倒，為了提高它的穩(wěn)定性，下列措施最合理的是A．增加筆架高度B．用強度更高的鋁合金材料C．筆架木材采用榫接連接方式D．適當增大筆架底座支撐面積【答案】：D 【解析】：增大筆架底座可增大支撐面積，可提高整個支架的穩(wěn)定性。10．筆架兩側支撐桿的主要受力為A．受壓 B．受拉 C．受扭轉 D．受剪切【答案】：A【解析】：筆架左右支撐桿主要承受壓力，選A項。11．在下列操作過程中，主要受力形式為壓力和扭轉力的是A．銼削過程中的銼刀 B．正在鋸木頭的鋸條C．正在鉆孔的鉆頭 D．正在剪紙的剪刀【答案】：C【解析】：正在鉆孔的鉆頭既受壓力又受扭轉力，所以選C項。如圖所示是一款超輕鋁合金帳篷，骨架采用高強度輕質的鋁合金，可折疊，攜帶方便。它不僅拆卸簡單，還可以在5分鐘內完成組裝。請根據所學知識完成12-14題12．帳篷骨架采用高強度輕質的鋁合金，帶來的好處有：①大大降低帳篷的重量；②防止生銹；③提高帳篷的強度A．①②③ B．②③ C．①② D．①③【答案】：A【解析】：高強度輕質鋁合金，可以滿足①②③三項的情況，所以選A項。13．以下關于帳篷設計的建議，不合理的是A．帳篷采用不易滲水的面料 B．帳篷框架構件之間全部采用焊接C．帳篷采用防腐面料 D．帳篷采用速干面料【答案】：B【解析】：由于該賬篷需拆卸方便，各連接處應方便折疊或拆卸，不可采用焊接連接。14．該帳篷的四個柱子的橫截面都是空心矩形結構，其目的不是為了A．強度更高 B．降低重量C．更省材料 D．防止帳篷被風吹走【答案】：D【解析】：柱子梆成空心結構可提高強度，降低重量，也可省材料，而不是防止被風吹走。15.下列物體都涉及構件的連接，其中構件連接屬于榫卯連接的是A.B.C.D.【答案】：B【解析】：B項的魯班鎖是利用榫卯結構連接而成，A項為鉚釘連接，CD項為焊接。二、判斷題16．結構是指可承受一定應力的物體形態(tài)，結構可以抵抗能引起物體形狀和大小改變的力，結構都是天然形成的?！敬鸢浮浚骸痢窘馕觥浚航Y構可承受一定應力，也可以抵抗外力，既有天然形成的，也有人工加工的，所以題干說法錯誤。17．實體結構利用自身來承受荷載，主要承受拉力?！敬鸢浮浚骸痢窘馕觥浚簩嶓w利用自身承受載荷，主要承受壓力。18．框架結構通過條狀物的連接來承受荷載，既可以承受壓力又能夠承受拉力。【答案】：√【解析】：根據框架結構的定義，題干說法正確。19．殼形結構通過殼體來傳遞力和承受荷載，當殼形頂部受到壓力時，所受的力集中在頂部受力點?！敬鸢浮浚骸痢窘馕觥浚簹んw結構在承受外力后力將沿殼體均勻擴散，不會集中在某一點。20．結構在荷載的作用下維持其原有的平衡形式的能力叫做結構的穩(wěn)定性?！敬鸢浮浚骸獭窘馕觥浚焊鶕Y構穩(wěn)定性定義，題干表述正確。21．在工程技術中，不允許任何構件在正常工作情況時被破壞，這就要求構件和材料必須具有抵抗破壞的能力，這種能力稱作強度。【答案】：√【解析】：根據結構強度的定義，題干表述正確。22．結構欣賞主要從兩個角度去考慮，一是從技術的角度，二是從歷史、思想文化的角度?！敬鸢浮浚骸獭窘馕觥浚盒蕾p結構的兩個角度一是從技術角度，二是從歷史、文化角度，題干說法正確。23．結構的穩(wěn)定性與它的幾何形狀、接觸面積的大小和重心位置的高低無關?！敬鸢浮浚骸痢窘馕觥浚航Y構的穩(wěn)定性與它的幾何形狀、接觸面積大小，重心高低均有關。24．結構的強度與所用材料、材料的形狀，以及結構之間的連接方式有關?！敬鸢浮浚骸獭窘馕觥浚侯}二表述正確。25．焊接屬于鉸連接，榫接屬于鋼連接?！敬鸢浮浚骸痢窘馕觥浚汉附雍烷窘泳鶎儆趧傔B接。三、分析題26．如圖所示的是某款商用不銹鋼絞肉、灌腸一體機。請結合所學知識回答下列問題：（1）該絞肉、灌腸機的箱體、底座部分分別屬于什么結構類型。箱體、底座。