用结构与力结构的类型第二课时

浙江省高中新课程通用技术1.1结构与力、结构的类型结构:是指可承受一定力的架构形态,它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。构件:大多数的结构都由两个以上的部分组成，这些组成部分称为构件。构件：结构的组成部分。分析较复杂结构的受力情况时，我们一般是分析其构件受力情况，现在我们来分析一下椅子面的受力情况，椅子面都受哪几个力？结构与力五种基本形式一：构件受压结构与力五种基本形式二：构件受拉结构与力五种基本形式三：构件受剪切结构与力五种基本形式四：构件受弯曲结构与力五种基本形式五：构件受扭转2.构件的受力形式1.拉力2.压力3.剪切力4.扭转力5.弯曲力3.请连线，把左右对应的项目连接起来：A.作用于物体，使它产生弯曲的力B.两个矩离很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物体上的平行力C.挤压物体的力D.物体所承受的拉拽力E.反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力归纳总结：判断构件受力形式的方法•如果构件受到两个相反方向的力1）正对着的——压力2）相距很近，但错开的——剪切力3）相距较远的——弯曲力方法二：假设受力构件是软的1）被拉长——受拉2）被压扁——受压3）沿截面错开——受剪切4）弯曲变形——受弯曲5）扭曲变形——受扭转一个火腿肠，如何在中间截为两段？用工具：（1）刀切开（2）剪刀剪开空手：（3）扭断（4）拉断结构与力【案例分析】桥梁的桥面的受力一座简易桥梁，行人和车辆通行的桥面受到的力有行人和汽车对桥面的压力P1，桥自身的重力P2，两端桥墩对桥面的支撑力N，以及风对桥面的力F等。结构与力【探究】观察下图，说明石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来。进一步挖掘：石磨在推动过程中，绳子在空间的轨迹是一个什么图形？1.保持推杆在平行于地面的一个平面上运动。2.防止推杆弯曲变形。3.是一个“圆锥形”轨迹。不同的结构所能承受的力是不同的。结构是多种多样的，基本类型通常有：实体结构、框架结构和壳体结构。结构不同对各种力的抵御效果不同。•基本的结构实体结构框架结构壳形结构实体结构通常是指结构体本身是实心的结构。特点：坚固、耐压抗撞击缺点：耗材多、自重大例子：墙壁、柱子、实心球•实体结构：结构体本身是实心。外力分布在整个体积中实体结构长城埃及法老像实体结构实体结构锤子砧板•框架结构：由细长的构体组成。支撑空间而不充满空间。框架结构通常是指由细长的构件组成的结构。特点：结构稳定、抗压抗拉缺点：构件损害对整体有严重影响例子：窗户、画框、房子的架构框架结构北京—鸟巢埃菲尔铁塔框架结构建筑框架建筑用脚手架书桌椅书柜框架结构•壳体结构：层状的结构。外力作用在结构体的表面上。壳形结构通常是指层状曲面的结构。特点：空间大、抗压、受力均匀缺点：制作难度大例子：头盔、汽车飞机的外壳壳形结构壳形结构中国国家大剧院拜占庭式建筑圆顶壳形结构帐篷蒙古包壳形结构安全帽灯泡•壳体结构：经典壳体建筑欣赏。广州新体育馆国家大剧院观看不同类型的结构图片，指出图片中结构的类型…万里长城水库大坝头盔国家大剧院建筑脚手架钢架厂房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。自行车：承重部分是框架结构，挡泥板是壳体结构，脚踏与链轮之间是传动结构结构类型的实例：埃菲尔铁塔底座的实体结构埃菲尔铁塔上部的框架结构在生产和生活中，很多物体并不是单一的结构体，而是由两种或两种以上的基本结构类型组合而成的。鸡蛋承载实验想一想：如何使鸡蛋能够承受如此大的压力？•壳体结构能把力均匀的分散到蛋壳的表面。•壳体结构具有十分良好的承载性能，能以很小的厚度承载相当大的荷载。总结(1)实体结构通常是指结构体本身是实心的结构。它的受力特点是外力分布在整个体积中，如实心墙、大坝等。(2)框架结构通常是指结构体由细长的构件组成的结构。它的受力特点是支撑空间而不充满空间，如脚手架等。(3)壳体结构通常是指层状的结构。它的受力特点是外力作用在结构体的表面，如头盔、贝壳、屋顶等。指出表中物体的结构类型马上行动物体名称结构类型受力特点栅栏陶瓷装饰品冰山高层建筑的弧顶钢化玻璃锅盖竹排汽车外壳人的头盖骨古罗马斗兽场框架结构壳体结构实体结构壳体结构壳体结构框架结构壳体结构壳体结构组合结构马上行动：指出表中所列事物的结构类型，在对应栏打“√”，并写出受力特点。物体结构实体结构框架结构壳体结构组合结构受力特点栅栏圆形陶瓷装饰品冰山高层建筑的穹顶钢化玻璃锅盖竹排汽车外壳人的头盖骨古罗马斗兽场√√√√√√√√√作用在表面上作用在表面上作用在表面上作用在表面上作用在表面上分布在整个体积中作用在支撑架上作用在支撑架上各种结构都有受力练习：当出现交通事故时，摩托车手的头盔是如何避免外力对头骨的撞击的？汽车的安全气囊又是如何保护驾驭员的？参考：摩托车手头盔的某一部位受到一个大的撞击力，由于头盔的壳体结构，使得所受力迅速分布到其表面，形成整个头盔表面均匀受力，而不是某一点受很大的力……当汽车前端发生强烈碰撞时，安全气囊就会瞬间从汽车方向盘内弹出来，垫在方向盘与驾驭者之间，防止驾驭者的头部和胸部撞击到方向盘或仪表板等硬物上。除了驾驭员侧有安全气囊外，有些汽车前排也安装乘客用的安全气囊……小结1、结构的含义2、简单结构的受力形式——受压，受拉，受弯曲，受剪切，手扭转3、结构的一般分类——实体，壳体，框架，组合一般意义力学角度1.下列四个椅子，其中杆件受拉的是()D【解析】在选项A中，杆件受压；选项B中，杆件也受压；选项C中，杆件受弯曲；选项D中，杆件受拉。2．如图所示的工具为斜口钳，是一种常用的钳形工具，是电工、仪表及电讯器材等装配及修理工作中的常用工具。斜口钳主要用于剪导线、元器件多余的引线等。当我们用斜口钳剪电线时，电线主要表现为()A．受拉B．受扭转C．受压D．受剪切cC[本题除了考查学生对生活中常见工具的认识，更重要的还是考查结构的基本受力形式，尤其是对受剪切、受压这两者的区分。判断构件是否受剪切的关键是受力构件的横截面是否发生相对错动。因此，菜刀切菜时，蔬菜不受剪切的作用，因为蔬菜的横截面没有发生相对错动；指甲钳剪指甲也一样不受剪切的作用；而用剪刀剪指甲时，因为指甲的横截面发生了相对错动，因此指甲表现为受剪切。本题中斜口钳的刃口为上下对齐的结构，剪电线时与指甲钳剪指甲的案例类似，电线的横截面没有发生相对错动。因此电线在此时主要表现为受压。]3．如图所示是农民从水井里打水的情景，辘轳套在固定的木轴上，井绳绕在辘轳上，摇动把手使辘轳转动从而带动水桶上升，辘轳的主要受力形式是()A．受拉B．受剪切C．受扭转D．受弯曲cC[本题考查构件的基本受力形式。辘轳发生转动，因此受扭转作用，C项正确。]4．下列结构中，属于壳体结构的是()BB[本题主要考查三种基本结构类型的辨识。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。实体结构通常是指本身是实心的结构；框架结构通常是指结构体由细长的构件组成的结构。壳体结构通常是以薄壁壳状曲面型板为主体，简单来说就是“曲面空心”。本题A、D所示的结构很明显由细长杆件(细长并不一定必须是直杆)构成，为框架结构；而C选项的文化墙则属于实体结构；只有B选项的灯罩是以薄壁壳状曲面型板为主的层状结构。]5.如图所示是一款钣金剪的结构示意图。在加力杆上施加力F时，以下构件的主要受力形式是()A.连杆受拉、加力杆受弯曲B.连杆受压、加力杆受弯曲C.连杆受拉、加力杆受压D.连杆受压、加力杆受压AA[本题考查构件的基本受力形式。加力杆以销轴为转轴，受力点悬空且所受力的方向与杆不平行，因此加力杆受弯曲；加力杆左端对连杆所施加的力沿连杆向上，因此连杆受拉。综上所述，A项正确。]6如图所示的千斤顶，转动螺杆能够把汽车顶起。在顶起过程中，螺杆的主要受力形式为()A.受拉、受剪切B.受压、受弯曲C.受拉、受扭转D.受压、受剪切CC[本题考查构件的受力基本形式。“转动螺杆”说明螺杆受扭转；千斤顶承受汽车的重力时，其菱形框架变扁，框架与螺杆的连接点水平外张、通过螺纹对螺杆产生沿杆方向向外拉拽的作用，所以螺杆还受拉，因此C项正确。]8.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C9.如图所示为某支架的试验方案，支架在同一竖直平面内对称放置。立柱和转臂的主要受力形式是()A.立柱受压、转臂受弯B.立柱受压、转臂受扭转C.立柱受扭转、转臂受弯D.立柱受弯、转臂受压A•A[本题主要考查结构中各构件的主要受力形式。构件的基本受力形式有受拉、受压、受剪切、受扭转和受弯曲等，构件的受力形式，主要根据受力后构件的形变趋势来进行判断。根据题意，该支架在对称静止放置的时候，装置最左、右两端分别受到重物提供的一个向下的拉力，使得转臂发生弯曲变形的趋势，表现为受弯曲；由于整个装置未发生旋转，因此立柱没有受扭转，而主要承受转臂对它的压力，仅表现为受压。]