2020选考-通用技术-必修二-第一章-结构与设计课件

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1、1创新设计创新设计要点突破知识梳理2创新设计创新设计要点突破知识梳理第一章结构与第一章结构与设计设计3创新设计创新设计要点突破知识梳理考试标准考试标准考试内容考试内容考试要求考试要求考试属性考试属性已考点已考点常见结构的认识常见结构的认识结构的概念结构的概念结构的受力结构的受力ab必考必考2016年年4月选考月选考(第第8题题)2016年年10月选考月选考(第第8题题)2017年年11月选考月选考(第第7题题)2018年年4月选考月选考(第第8题题)稳固结构的探析稳固结构的探析结构的稳定性结构的稳定性影响结构稳定性的主要因素影响结构稳定性的主要因素影响结构强度的主要因素影响结构强度的主要因素结

2、构与功能的关系结构与功能的关系bccb必考加试必考加试2015年年10月选考月选考(第第7、15题题)2016年年4月选考月选考(第第15题题)2017年年4月选考月选考(第第7题题)4创新设计创新设计要点突破知识梳理简单结构的设计简单结构的设计结构设计的主要因素结构设计的主要因素简单结构的设计简单结构的设计ac必考加试必考加试 2016年年10月选考月选考(第第15题题)经典结构的欣赏经典结构的欣赏结构的实用性结构的实用性典型结构设计的欣赏与评价典型结构设计的欣赏与评价bb必考必考未考未考5创新设计创新设计要点突破知识梳理一、常见结构的认识一、常见结构的认识1.结构的概念结构的概念(1)结构

3、是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。从从力力学学角角度度来来说说，结结构构是是指指可可承承受受一一定定力力的的架架构构形形态态，它它可可以以抵抵抗抗能能引引起起形形状状和和大大小改变的力。小改变的力。(2)构件：一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这些组成部分通常称为构件构件：一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这些组成部分通常称为构件。6创新设计创新设计要点突破知识梳理2.结构的受力结构的受力(1)构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力、弯曲力构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力、弯曲力。受力形式受力形式概念概念拉

4、力拉力物体所承受的拉拽力物体所承受的拉拽力压力压力挤压物体的力挤压物体的力剪切力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力的平行力扭转力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反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力弯曲力弯曲力作用于物体，使它产生弯曲的力作用于物体，使它产生弯曲的力7创新设计创新设计要点突破知识梳理(2)结构的类型结构的类型从从力力学学架架构构与与形形态态方方面面考考虑虑，通通常常将将结结构构分分为为实实体体结结构构、框框架架结结构构和和壳壳体体结结构构等等基基本类型本类型。结构

5、的类型结构的类型概念概念受力特点受力特点举例举例实体结构实体结构结构体本身是实心的结结构体本身是实心的结构构外力分布在整个体积中外力分布在整个体积中实心墙、大坝实心墙、大坝框架结构框架结构结构体由细长的构件组结构体由细长的构件组成的结构成的结构支撑空间而不充满空间，支撑空间而不充满空间，能承受垂直和水平荷载能承受垂直和水平荷载铁架塔、建筑用脚铁架塔、建筑用脚手架手架壳体结构壳体结构结构体是层状的结构结构体是层状的结构外力作用在结构体的表面外力作用在结构体的表面上上贝壳、头盔、水立贝壳、头盔、水立方方8创新设计创新设计要点突破知识梳理二、稳定结构的探析二、稳定结构的探析1.结构的稳定性结构的稳定

6、性结结构构的的稳稳定定性性是是指指结结构构在在外外力力的的作作用用下下维维持持其其原原有有平平衡衡状状态态的的能能力力，它它是是结结构构的的重要性质之一。重要性质之一。2.影响结构稳定性的主要因素影响结构稳定性的主要因素影影响响结结构构稳稳定定性性的的因因素素主主要要有有：重重心心位位置置的的高高低低、结结构构与与地地面面接接触触所所形形成成的的支支撑撑面面大大小小、结结构构的的形形状状。如如果果结结构构重重心心所所在在点点的的垂垂线线落落在在支支撑撑面面范范围围内内，则则结结构构处处于稳定状态于稳定状态。9创新设计创新设计要点突破知识梳理3.影响结构强度的主要因素影响结构强度的主要因素(1)

7、结结构构的的强强度度是是指指结结构构具具有有抵抵抗抗被被外外力力破破坏坏的的能能力力。结结构构的的强强度度与与结结构构的的形形状状、使使用用的的材材料料、构构件件之之间间的的连连接接方方式式等等因因素素有有密密切切的的关关系系。三三角角形形是是框框架架结结构构中中最最基基本本的的形形状状之之一一，它它结结实实、稳稳定定，所所用用材材料料最最少少。在在长长方方形形或或六六边边形形的的框框架架中中间间，加上三角形的支撑构件，可大大增加结构强度。加上三角形的支撑构件，可大大增加结构强度。(2)构构件件的的连连接接方方式式通通常常有有两两种种：刚刚连连接接和和铰铰连连接接。榫榫接接、胶胶接接、焊焊接接

8、都都属属于于刚刚连连接接。10创新设计创新设计要点突破知识梳理4.结构与功能的关系结构与功能的关系结结构构不不仅仅是是事事物物存存在在的的一一种种形形式式，而而且且可可以以影影响响事事物物的的功功能能和和作作用用。结结构构的的改改变变可以导致事物功能的变化。可以导致事物功能的变化。三、简单结构的设计三、简单结构的设计1.结构设计的主要因素结构设计的主要因素结结构构设设计计应应考考虑虑的的主主要要因因素素：符符合合使使用用者者对对设设计计对对象象的的稳稳定定性性和和强强度度要要求求，安安全全因因素素，公公众众和和使使用用者者的的审审美美需需求求，使使用用者者的的个个性性化化需需要要，对对设设计计

9、对对象象的的成成本本控控制制要求和一定的使用寿命要求和一定的使用寿命。11创新设计创新设计要点突破知识梳理2.简单结构的设计简单结构的设计根根据据问问题题确确定定具具体体的的设设计计项项目目；明明确确设设计计目目标标及及要要求求；进进行行设设计计分分析析；形形成成初初步步设设计方案；模型或者原型制作；检测、优化和改进设计；设计评价。计方案；模型或者原型制作；检测、优化和改进设计；设计评价。四、经典结构的欣赏四、经典结构的欣赏优优秀秀的的结结构构设设计计不不仅仅表表现现在在结结构构的的实实用用功功能能上上，也也表表现现在在形形式式上上，特特别别是是功功能能与与形形式式的的统统一一上上。我我们们在

10、在赏赏析析和和分分析析这这些些经经典典的的结结构构设设计计作作品品时时，可可以以从从两两个个角角度度来来进进行：行：1.技技术术角角度度：侧侧重重结结构构的的功功能能，结结构构的的稳稳固固性性和和耐耐用用程程度度，造造型型设设计计的的创创意意和和表表现现力力，材料，使用的合理性，工艺制造的精湛程度等等。材料，使用的合理性，工艺制造的精湛程度等等。2.文化角度：侧重文化寓意与传达，公众认可的美学原则，反映的时代、民族、习俗文化角度：侧重文化寓意与传达，公众认可的美学原则，反映的时代、民族、习俗方面的特征，结构的个性特征等等方面的特征，结构的个性特征等等。12创新设计创新设计要点突破知识梳理【例例

11、1】(201610月月浙浙江江选选考考)如如图图所所示示为为钢钢筋筋混混凝凝土土横横梁梁的的受受力力变变形形示示意意图图。由由于于混混凝凝土土擅擅长长抗抗压压力力，而而钢钢筋筋擅擅长长抗抗拉拉力力，为为了了合合理理利利用用钢钢筋筋，下下列列对对横横梁梁的的分分析析正正确的是确的是()13创新设计创新设计要点突破知识梳理A.上部弯曲的程度比下部大，应在上部布置粗钢筋，下部布置细钢筋上部弯曲的程度比下部大，应在上部布置粗钢筋，下部布置细钢筋B.上下部都弯曲，应在上部和下部布置相同的钢筋上下部都弯曲，应在上部和下部布置相同的钢筋C.上部受压，下部受拉，应在上部布置细钢筋，下部布置粗钢筋上部受压，下部

12、受拉，应在上部布置细钢筋，下部布置粗钢筋D.上部受拉，下部受压，应在上部布置粗钢筋，下部布置细钢筋上部受拉，下部受压，应在上部布置粗钢筋，下部布置细钢筋答案答案C14创新设计创新设计要点突破知识梳理变变式式1(20174月月绍绍兴兴一一模模)如如图图是是脚脚踏踏式式垃垃圾圾桶桶内内部部杠杠杆杆示示意意图图，脚脚踩踩在在踏踏杆杆A点点通通过过中中间间的的支支点点作作用用，使使得得C点点向向上上运运动动，从从而而使使连连杆杆BC打打开开垃垃圾圾桶桶盖盖。在在打打开开垃圾桶盖时，下列对杆件主要受力形式分析中正确的是垃圾桶盖时，下列对杆件主要受力形式分析中正确的是()15创新设计创新设计要点突破知识梳

13、理A.踏杆踏杆AC受弯曲，连杆受弯曲，连杆BC受拉受拉B.踏杆踏杆AC受压，连杆受压，连杆BC受弯曲受弯曲C.踏杆踏杆AC受弯曲，连杆受弯曲，连杆BC受压受压D.踏杆踏杆AC受压，连杆受压，连杆BC受拉受拉答案答案C16创新设计创新设计要点突破知识梳理【例例2】(201811月月浙浙江江选选考考)小小明明构构思思了了下下列列插插接接式式小小凳凳子子方方案案，其其中中结结构构强强度度和和稳定性最好的是稳定性最好的是()答案答案A17创新设计创新设计要点突破知识梳理变变式式2(20174月月衢衢丽丽湖湖舟舟联联考考)如如图图所所示示为为我我国国传传统统木木工工工工艺艺中中的的一一种种榫榫接接结结构

14、构。已已知知构构件件的的横横截截面面尺尺寸寸均均为为100 mm100 mm，以以下下关关于于构构件件2的的结结构构方方案案中中合合理理的的是是()18创新设计创新设计要点突破知识梳理答案答案B19创新设计创新设计要点突破知识梳理【例例3】(201811月月浙浙江江选选考考)如如图图所所示示是是一一种种压压紧紧机机构构。在在力力F的的作作用用下下，推推杆杆1通通过过连连杆杆1、摆摆杆杆、连连杆杆2推推动动推推杆杆2，将将物物体体压压紧紧。下下列列受受力力形形式式分分析析中中正正确确的的是是()20创新设计创新设计要点突破知识梳理A.连杆连杆1受弯曲、摆杆受拉、推杆受弯曲、摆杆受拉、推杆2受压与

15、受弯曲受压与受弯曲B.连杆连杆1受压、连杆受压、连杆2受压、推杆受压、推杆2受压与受弯曲受压与受弯曲C.连杆连杆1受压、摆杆受拉、推杆受压、摆杆受拉、推杆2受压受压D.连杆连杆1受压、连杆受压、连杆2受压、推杆受压、推杆2受压受压答案答案B21创新设计创新设计要点突破知识梳理变变式式3(20174月月浙浙江江选选考考)如如图图所所示示是是一一种种手手动动冲冲压压机机，扳扳动动手手柄柄，通通过过连连杆杆带带动压杆运动。下列关于该冲压机的分析中，正确的是动压杆运动。下列关于该冲压机的分析中，正确的是()22创新设计创新设计要点突破知识梳理A.压杆只能上下移动，不能转动，压杆与机座之间的连接属于刚连

16、接压杆只能上下移动，不能转动，压杆与机座之间的连接属于刚连接B.冲压时连杆受压冲压时连杆受压C.冲压机重心的垂线偏离支撑面中心，提高了冲压时的稳定性冲压机重心的垂线偏离支撑面中心，提高了冲压时的稳定性D.手柄上施加力手柄上施加力F时，压杆向上运动时，压杆向上运动答案答案C23创新设计创新设计要点突破知识梳理【例例4】(201510月月浙浙江江选选考考)如如图图所所示示是是一一款款木木制制衣衣帽帽架架。为为了了提高其稳定性，下列措施中不合理的是提高其稳定性，下列措施中不合理的是()A.增大底座的支撑面积增大底座的支撑面积B.缩小立柱的截面积缩小立柱的截面积C.降低衣帽架的高度降低衣帽架的高度D.

17、缩短衣帽钩伸出的缩短衣帽钩伸出的长度长度24创新设计创新设计要点突破知识梳理解解析析本本题考考查了了影影响响结构构稳定定性性的的因因素素。A选项增增大大支支持持面面积，能能提提高高结构构的的稳定定性性；B选项缩小小立立柱柱的的截截面面积，对稳定定性性没没有有影影响响；C选项降降低低衣衣帽帽架架的的高高度度，可可降降低低重重心心，提提高高稳定定性性；D选项缩短短衣衣帽帽钩的的长度度，使使重重心心的的垂垂线落落在在支支撑撑面面的的范范围内，可提高内，可提高稳定性。定性。答案答案B25创新设计创新设计要点突破知识梳理变变式式4 如如图图所所示示为为一一款款折折叠叠式式文文具具架架，利利用用四四边边形

18、形的的几几何何可可变变体体系调节高度，为了提高其稳定性，以下措施中不正确的是系调节高度，为了提高其稳定性，以下措施中不正确的是()A.降低文具架的高度降低文具架的高度B.增大底部支撑面积增大底部支撑面积C.采用较重的底座采用较重的底座D.将其中的连接方式由铰连接改为刚将其中的连接方式由铰连接改为刚连接连接26创新设计创新设计要点突破知识梳理解解析析根根据据本本题意意，D项改改变连接接方方式式后后，折折叠叠式式文文具具架架因因为刚性性连接接而而形形体体不不可改可改变，违背了背了题意，意，D项错误，A、B、C三三项都是增加其都是增加其稳定性的措施。定性的措施。答案答案D27创新设计创新设计要点突破

19、知识梳理【例例5】孙孙丽丽对对如如图图所所示示的的户户外外垃垃圾圾桶桶结结构构进进行行改改进进。以以下下措措施施中中不不合合理理的的是是()28创新设计创新设计要点突破知识梳理解解析析A项、C项通通过铰连接接增增大大了了垃垃圾圾桶桶的的实用用性性，可可行行性性比比较好好；B项改改变底底座座的的形形状状，提提高高了了垃垃圾圾桶桶的的稳定定性性，措措施施可可行行；D项降降低低外外桶桶固固定定点点，重重心心高高于于固固定定点点连线，桶易翻倒，桶易翻倒，稳定性差，符合定性差，符合题意，故意，故选D。答案答案D29创新设计创新设计要点突破知识梳理变变式式5小小刘刘家家的的长长木木凳凳凳凳脚脚与与凳凳板板

20、间间的的连连接接处处出出现现了了松松动动，以以下下加加固固方方法法中中，既既美观又有效的是美观又有效的是()30创新设计创新设计要点突破知识梳理解解析析本本题考考查简单结构构的的设计。选项A、D在在凳凳子子侧面面用用铁钉固固定定木木条条的的方方法法欠欠缺缺美美观，而而B、C相相对较好好；另另外外凳凳脚脚与与凳凳板板间松松动用用一一根根铁钉加加固固强度度不不够，连接接处容易容易转动，效果不好。，效果不好。选项C的榫接效果的榫接效果较好。好。答案答案C31创新设计创新设计要点突破知识梳理【例例6】(201711月月浙浙江江选选考考)如如图图是是一一种种手手动动压压力力。在在力力F的的作作用用下下，

21、手手柄柄通通过过连连杆杆1、摇摇杆杆、连连杆杆2带带动动压压杆杆向向下下运运动动，将将工工件件压压紧紧。连连杆杆1、摇摇杆杆、连连杆杆2的的主主要要受受力形式是力形式是()32创新设计创新设计要点突破知识梳理A.连杆连杆1受拉、摇杆受弯曲、连杆受拉、摇杆受弯曲、连杆2受压受压B.连杆连杆1受压、摇杆受扭转、连杆受压、摇杆受扭转、连杆2受拉受拉C.连杆连杆1受拉、摇杆受弯曲、连杆受拉、摇杆受弯曲、连杆2受拉受拉D.连杆连杆1受压、摇杆受扭转、连杆受压、摇杆受扭转、连杆2受压受压答案答案A33创新设计创新设计要点突破知识梳理变变式式6如如图图所所示示为为两两把把相相同同的的木木条条凳凳。在在木木条

22、条凳凳上上面面分分别别放放一一个个方方铁铁块块(图图一一、图图二所示二所示)，则凳面的主要受力形式是，则凳面的主要受力形式是()A.图一凳面受压、图二凳面受压图一凳面受压、图二凳面受压B.图一凳面受压、图二凳面受弯曲图一凳面受压、图二凳面受弯曲C.图一凳面受弯曲、图二凳面受压图一凳面受弯曲、图二凳面受压D.图一凳面受弯曲、图二凳面受弯曲图一凳面受弯曲、图二凳面受弯曲解析解析图一、二中凳面都要向下弯曲。故一、二中凳面都要向下弯曲。故选D。答案答案D34创新设计创新设计要点突破知识梳理【例例7】(20184月月浙浙江江选选考考)如如图图所所示示，施施工工人人员员转转动动卷卷扬扬机机，卷卷扬扬机机通

23、通过过钢钢丝丝绳绳向向上上拉拉电电线线杆杆。图图示示状状态态，电电线线杆杆一一端端被被拉拉起起，力力F 作作用用在在手手柄柄上上，摇摇臂臂与与电电线线杆杆主要受力和变形的形式是主要受力和变形的形式是()35创新设计创新设计要点突破知识梳理A.摇臂受压、受弯，电线杆受弯摇臂受压、受弯，电线杆受弯B.摇臂受弯、受扭转，电线杆受拉摇臂受弯、受扭转，电线杆受拉C.摇臂受压、受扭转，电线杆受拉摇臂受压、受扭转，电线杆受拉D.摇臂受弯、受扭转，电线杆受弯摇臂受弯、受扭转，电线杆受弯解解析析摇臂臂转动的的过程程中中，受受扭扭转和和弯弯曲曲；电线杆杆在在重重力力和和钢丝绳的的作作用用下下受受弯弯曲。曲。答案答

24、案D36创新设计创新设计要点突破知识梳理变变式式7如如图图所所示示用用螺螺丝丝刀刀往往下下旋旋紧紧螺螺丝丝钉钉的的过过程程中中，螺螺丝丝刀刀的主要受力形式是的主要受力形式是()A.受拉、受压受拉、受压B.受压、受剪切受压、受剪切C.受剪切、受扭转受剪切、受扭转D.受压、受扭转受压、受扭转解解析析受受力力分分析析可可知知，螺螺丝刀刀的的主主要要受受力力形形式式是是受受压、受受扭扭转。故故选D。答案答案D37创新设计创新设计要点突破知识梳理【易混易错】【易混易错】构件构件的五种受力形式的五种受力形式(1)受受拉拉与与受受压压：由由大大小小相相等等、方方向向相相反反、作作用用线线与与杆杆件件轴轴线线

25、重重合合的的一一对对力力所所引引起起。拉拉伸伸，是是构构件件沿沿外外力力的的作作用用方方向向伸伸长长，截截面面变变细细。压压缩缩，是是构构件件沿沿外外力的作用方向缩短，截面变粗。力的作用方向缩短，截面变粗。(2)受受剪剪切切：由由大大小小相相等等、方方向向相相反反、相相互互平平行行且且非非常常靠靠近近的的一一对对力力所所引引起起，表表现现为为构构件件的的相相邻邻两两截截面面沿沿外外力力的的作作用用方方向向产产生生错错位位。如如连连接接件件中中的的螺螺栓栓受受力后的变形力后的变形。38创新设计创新设计要点突破知识梳理(3)受受扭扭转转：由由大大小小相相等等、转转向向相相反反、作作用用面面都都垂垂

26、直直于于杆杆轴轴的的一一对对力力偶偶所所引引起起，表现为杆件的任意两个横截面发生绕轴线的相对转动。表现为杆件的任意两个横截面发生绕轴线的相对转动。(4)受受弯弯曲曲：由由垂垂直直于于杆杆件件轴轴线线的的横横向向力力，或或由由作作用用于于包包含含杆杆轴轴的的纵纵向向平平面面内内的的一一对对大大小小相相等等、方方向向相相反反的的力力偶偶所所引引起起的的，表表现现为为杆杆件件轴轴线线由由直直线线变变为为受受力力平平面内的曲线。面内的曲线。在在结结构构中中，载载荷荷(即即外外力力)、变变形形的的关关系系是是：载载荷荷使使结结构构变变形形，变变形形产产生生内内力力，载载荷荷是是“因因”，变变形形和和内内力力是是“果果”。没没有有外外载载荷荷，结结构构就就不不会会有有变变形形，因因而而也就不会有因变形而产生的附加内力也就不会有因变形而产生的附加内力。39本课内容结束