高二通用技術《技術與設計》知識點新人教版

1、名校聯(lián)盟陜西省澄城縣寺前中學高二通用技術技術與設計知識點 新人教版1、結(jié)構(gòu)：（1）結(jié)構(gòu)的含義從力學角度講：結(jié)構(gòu)是指可承受一定應力的物體形態(tài)，結(jié)構(gòu)可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。從理解上講，結(jié)構(gòu)普遍存在于自然界和人類創(chuàng)造的物體中，不能用某一具體的物體來描述。從廣義的上講:結(jié)構(gòu)是指各個組成部分之間的搭配和排列。結(jié)構(gòu)決定物體的性質(zhì)和形態(tài)。（2）兩個概念構(gòu)件(member)：工程中把組成結(jié)構(gòu)的部件和零件稱為構(gòu)件。變形(deformation)：工程中把結(jié)構(gòu)的形狀和大小的改變稱為變形，又叫形變。（3）五種不同的力：拉力、壓力、扭曲力、彎曲力、剪切力。（4）結(jié)構(gòu)的分類及其特點：實體結(jié)構(gòu)：利用自身來承受自

2、身的荷載，主要承受壓力。框架結(jié)構(gòu)：通過條狀物的連接來承受荷載，既可承受壓力又能夠承受拉力。殼形結(jié)構(gòu)：通過殼形來傳遞力和承受荷載，特別是當殼頂受到壓力時，它能將力均勻擴散。2、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性：結(jié)構(gòu)在載荷的作用下維持其原有的平衡形式的能力。決定結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與幾何形狀、支撐面積的大小和重心位置密切相關。一個結(jié)構(gòu)要穩(wěn)定，它的幾何形狀科學、支撐面積大和重心位置低。3、結(jié)構(gòu)的強度：構(gòu)件和材料具有的抵抗破壞的能力。結(jié)構(gòu)的強度是通過構(gòu)件和材料來體現(xiàn)的。構(gòu)件的強度與構(gòu)件的橫截面積、材料和材料的形狀有關。（1）應力內(nèi)力：構(gòu)件在外力的作用下會變形，同時構(gòu)件內(nèi)部各質(zhì)點之間的相互作用力發(fā)生改變，這種作用

3、力的改變稱為內(nèi)力。內(nèi)力是構(gòu)件由于要抵抗外力的破壞而產(chǎn)生的力。強度越大，構(gòu)件能承載的外力就越大，構(gòu)件能產(chǎn)生的內(nèi)力就越大。外力變形內(nèi)力引起產(chǎn)生抵抗應力：構(gòu)件單位面積所受的內(nèi)力稱為構(gòu)件的應力。用符號表示。a.計算公式：，其中N表示內(nèi)力，A表示橫截面積。b.單位：帕（Pa）。c.應力與壓強：應力是屬于壓強。指單位面積上受到的力的大??；應力具體指構(gòu)件橫截面上受到內(nèi)力產(chǎn)生的作用效果。d.常見的應力：正應力或反應力,與截面垂直的應力; 剪應力或切應力,與截面相切的應力。e.理解：在內(nèi)力不變的情況下，構(gòu)件的截面越大，應力就越小。構(gòu)件就越不容易被破壞，強度就越大。應力應用例子：a、建筑物的支柱是怎樣承受壓力的？

4、越往底部，支柱承受的壓力越大，利用增大橫截面積的方法減小應力，以保證支柱不被破壞。b、紐絞的繩子為什么不容易拉斷？在繩子產(chǎn)生的內(nèi)力（稱為“張力”）一定時，增加橫截面積，減小應力。（2）結(jié)構(gòu)的強度與哪些因素有關：材料、材料本身的形狀、結(jié)構(gòu)的連接。結(jié)構(gòu)的強度與材料有關：混凝土加入鋼筋以后既能承受壓力，又耐拉力。結(jié)構(gòu)的強度與材料本身的形狀有關：“工”型結(jié)構(gòu)、薄板通過折疊改變結(jié)構(gòu)來加固。剛度：指構(gòu)件抵抗變形的能力。相同的力的作用下，剛度大的構(gòu)件變形小，剛度小的構(gòu)件變形大。結(jié)構(gòu)的強度與結(jié)構(gòu)的連接有關：結(jié)構(gòu)的連接：通過一定的連接物將構(gòu)件組成整體結(jié)構(gòu)。構(gòu)件連接處的強度是影響整個結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性的重要因素，而

5、構(gòu)件連接處的強度取決于它的連接方式、連接技術和連接處的牢固程度等。a.常見的連接方式：榫接、螺栓連接、膠接、繩系、焊接、鉚接等。b.構(gòu)件的結(jié)點：鉸結(jié)點（不能相對滑動但能轉(zhuǎn)動）、剛結(jié)點（既不能相對移動也不能轉(zhuǎn)動）（3）結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性試驗技術試驗有多種作用：a對不同材料進行強度試驗，目的在于選擇符合設計要求的材料b對結(jié)構(gòu)進行加載模擬試驗，目的在于檢測或改進結(jié)構(gòu)的強度。技術試驗有多種方式：撞擊試驗、承載試驗和模擬試驗等。4、結(jié)構(gòu)設計結(jié)構(gòu)設計是屬于設計中的一種類型，它必須遵循一般的設計方法和過程。結(jié)構(gòu)設計必須考慮它的受力情況、穩(wěn)定性、強度、連接方式和材料的選用等。并能對結(jié)構(gòu)設計進行基本的描述（圖紙

6、等）。還要從功能、實用、安全、經(jīng)濟、美觀和人性化等角度綜合考慮，以保證結(jié)構(gòu)設計的目的和要求。 結(jié)構(gòu)設計：（1）明確設計目的及要求：設計目的及要求材料與連接方式（2）形成初步設計方案收集和整理信息發(fā)現(xiàn)問題結(jié)構(gòu)類型的選擇橋梁的結(jié)構(gòu)有：拱架橋、梁架橋、鋼索斜拉橋、懸梁橋、懸索橋、弓形拱橋等六種。繪制草圖（3）模型制作（4）檢測、優(yōu)化和改進設計：試驗檢測 優(yōu)化和改進設計（5）評價 5、典型結(jié)構(gòu)的欣賞（1）建筑與文化故宮：漢族文化的經(jīng)典之作，世界上最大的木結(jié)構(gòu)建筑。體現(xiàn)皇帝的至高無上：a所有工程建筑都要滿足皇帝的生活享受，因此采用木結(jié)構(gòu)（取材容易，運輸便捷，加工簡單，建造速度快）。b建筑色彩以朱墻黃頂為

7、主，以周邊環(huán)繞的眾多灰墻黛瓦的民宅，形成強烈的對比，充分表現(xiàn)了皇帝的威嚴。圣彼得大教堂：意大利文藝復興建筑盛期的代表作品，世界上最大的天主教堂。體現(xiàn)追求神的永恒：a強調(diào)建筑的不朽，采用了巨大的石材結(jié)構(gòu)。b為了建筑的不朽和永恒，幾代人前赴后繼完成的偉大作品。拉斐爾、米開朗琪羅等6位建筑師。客家土樓：體現(xiàn)客家人對家族和諧完整的追求以及抵御外來勢力的強烈意識。薩伏伊別墅：體現(xiàn)擯棄繁瑣，追求簡潔，強調(diào)機械及技術美。地域差別、民族差異、文化背景不同在建筑上的反映：傣家竹樓、藏族建筑、陜北窯洞、蒙古包等。（2）建筑與技術：建筑之美，依技術而成。每一次工程技術上的進步均推動了建筑的革命：古羅馬人的火山灰水泥

8、：建造了巨大的斗獸場古哥特人的飛券結(jié)構(gòu)：古哥特建筑高聳向上東方的榫卯結(jié)構(gòu)：具有東方神韻的木結(jié)構(gòu)體系鋼和玻璃的應用：產(chǎn)生了鋼骨架的現(xiàn)代建筑二、流程與設計1、什么是流程（1）流程是一系列連續(xù)有規(guī)律的活動，這些活動以確定的方式發(fā)生或執(zhí)行，導致特定結(jié)果的實現(xiàn)。（2）流程的分類：工作流程與工藝流程工作流程反映了完成一件事情、一項任務而進行的一系列有序的工作或活動的全過程。工藝流程：反映了從原材料投入到成品產(chǎn)出，通過一系列工藝或加工環(huán)節(jié)，順序地進行生產(chǎn)或制造某種產(chǎn)品的全過程。相同點不同點（結(jié)果）工作流程1、一系列連續(xù)有規(guī)律的活動；2、以確定的方式發(fā)生或執(zhí)行；3、導致特定的結(jié)果。完成一件事情或一項任務。工藝

9、流程生產(chǎn)或制造某種產(chǎn)品。任何一種產(chǎn)品的生產(chǎn)都需要經(jīng)過從設計到制作的過程，這個過程往往既包括工作流程又含有工藝流程。產(chǎn)品的生產(chǎn)或制造，必須由一定的工作來完成。2、流程的組成：任何流程都包含具體的環(huán)節(jié)(link)和時序(time sequence)關系. 3、流程的描述：流程的描述可以用文字表述,也可用流程圖來表述.繪制流程圖：方框流程圖的部分圖形與符號示例環(huán)節(jié)(工作,活動,工藝環(huán)節(jié),加工環(huán)節(jié),子程序等) 檢測點或決策點開始/停止 時序(先后順序,流向) 4、流程的設計（1）流程設計應考慮的基本因素：事物的內(nèi)在性質(zhì)、規(guī)律和相關因素。對于工作流程，應根據(jù)工作目標的不同而綜合考慮工作效率、工作質(zhì)量和工

10、作規(guī)范的問題。對于工藝流程，應綜合考慮設備條件和工藝水平，并以安全生產(chǎn)、節(jié)約資源、提高產(chǎn)品質(zhì)量、保護環(huán)境等為目標進行設計。（2）流程設計的步驟了解設計的目的，明確設計目標；分析流程的各種因素，確定流程的各個環(huán)節(jié)和時序，初步畫出流程圖；模擬或測試流程的運行情況并進行修改調(diào)整；寫出說明書。5、流程的改進設計（1）流程改進的目的：提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益。（2）流程改進的步驟：分析流程現(xiàn)狀；確定改進的目標和要求；確定改進方案。（3）流程改進的方法：對環(huán)節(jié)進行改進（如合并、刪減等）；對時序進行調(diào)整改進；對環(huán)節(jié)和時序進行調(diào)整改進。三、系統(tǒng)與設計1、系統(tǒng)：系統(tǒng)是指由兩個或者兩個以上相互聯(lián)系、相互作

11、用的元素所組成的，具有一定結(jié)構(gòu)和功能的有機整體。（1）系統(tǒng)的涵義第一、任何系統(tǒng)都是由兩個或者兩個以上的元素所組成的統(tǒng)一體。第二、系統(tǒng)的元素與元素、元素與整體以及整體與環(huán)境之間，存在著一定的有機聯(lián)系，形成了特定的結(jié)構(gòu)與秩序。第三、系統(tǒng)的整體具有不同于各個組成元素獨自功能的新功能。（2）元素和子系統(tǒng) 系統(tǒng)與元素的概念是相對的。元素和子系統(tǒng)是系統(tǒng)的組分我們把最小的不需要再細分的組分稱為系統(tǒng)的元素。元素是構(gòu)成系統(tǒng)的基本組分。在很多情況下，系統(tǒng)的元素本身也是構(gòu)成次一級系統(tǒng)的小系統(tǒng)，稱為子系統(tǒng)。（3）系統(tǒng)的分類按系統(tǒng)組成元素的性質(zhì)分：自然系統(tǒng)、人工系統(tǒng)和復合系統(tǒng)按系統(tǒng)組成元素的存在形態(tài)分：實體系統(tǒng)和概念系

12、統(tǒng)按系統(tǒng)的運動狀態(tài)分：動態(tài)系統(tǒng)和靜態(tài)系統(tǒng)從系統(tǒng)與外部環(huán)境的關系分：開放系統(tǒng)與封閉系統(tǒng)2、系統(tǒng)的基本特性：（1）系統(tǒng)具有整體性：系統(tǒng)的組分（元素）是構(gòu)成系統(tǒng)整體的前提和基礎，沒有部份就沒有整體，但系統(tǒng)的整體功能是各組分（元素）在孤立狀態(tài)下所沒有的。系統(tǒng)不是各個組分（元素）的簡單相加，系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)調(diào)和配合狀況，直接影響系統(tǒng)整體功能的實現(xiàn)。（2）系統(tǒng)具有目的性：系統(tǒng)都是以實現(xiàn)某種功能為目的的，這正是區(qū)別不同系統(tǒng)的標志。系統(tǒng)的目的一般通過更具體的目標來體現(xiàn)，系統(tǒng)的多個目標有時不完全一致，甚至互相矛盾，這就需要協(xié)調(diào)，尋求平衡或折中的辦法，從而收到整體最佳的效果。（3）系統(tǒng)具有相關性：系統(tǒng)內(nèi)部各組分（元素

13、）之間存在著相互依賴和相互制約的特定關系，某一組分（元素）的變化，會影響其他組分（元素）實現(xiàn)其功能。（4）系統(tǒng)具有環(huán)境適應性：任何系統(tǒng)都存在于一定的環(huán)境之中，必然與外界進行物質(zhì)、能量和信息的交換，外界環(huán)境的變化會相應地引起系統(tǒng)功能和內(nèi)部組分（元素）的變化。系統(tǒng)具有適應環(huán)境的變化，保持原有功能的特性。（5）系統(tǒng)具有層次性：系統(tǒng)無論大小，都可以分解為一系列的子系統(tǒng)，并存在一定的層次結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)各個層次具有獨自的功能，它們通過相互聯(lián)系、相互作用共同完成系統(tǒng)的整體功能。3、系統(tǒng)分析(1)涵義：為了發(fā)揮系統(tǒng)的功能，實現(xiàn)系統(tǒng)的目標，運用科學的方法對系統(tǒng)加以周詳?shù)目疾?、分析、比較、試驗，并在此基礎上擬訂一套有

14、效的處理步驟和程序，或?qū)υ械南到y(tǒng)提出改進方案的過程(2) 系統(tǒng)分析的的基本思想：系統(tǒng)是一個整體，不是各個要素的簡單相加。系統(tǒng)的整體功能是各要素在孤立狀態(tài)下所沒有的。任何一個要素發(fā)生變化或出現(xiàn)故障，都會影響整體功能的發(fā)揮。系統(tǒng)的整體功能大于組成系統(tǒng)的各部分功能之和，即通常所說的：“2 > 1+1”或“1+1>2”。不能離開整體去分析系統(tǒng)的任何一個組成部分。 系統(tǒng)的各要素之間或系統(tǒng)與部分之間的相互作用、相互聯(lián)系。 任何系統(tǒng)都具有特定的功能。 任何系統(tǒng)都是一個動態(tài)的系統(tǒng)，處在運動變化和發(fā)展之中。 一個系統(tǒng)與其所處的環(huán)境之間通常都有物質(zhì)、能量和信息的交換，外界環(huán)境的變化會引起系統(tǒng)特性的改

15、變，并相應地引起系統(tǒng)功能和系統(tǒng)內(nèi)各部分相互關系的變化。（3）系統(tǒng)分析的基本方法:運用系統(tǒng)的思想和定性定量相結(jié)合的方法，對系統(tǒng)進行分析。（4）系統(tǒng)分析的主要原則：整體性原則、科學性原則、綜合性原則（5）系統(tǒng)分析的一般步驟：闡明問題，確定目標；分析研究，制定方案；評價比較，確定最佳方案。4、系統(tǒng)優(yōu)化：（1）系統(tǒng)優(yōu)化的意義系統(tǒng)的優(yōu)化就是在給定的條件下，通過一定的手段和方法，使系統(tǒng)獲得更佳功能和更佳效益的過程。實現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化，就可以在一定資源條件下，取得最佳的效果，而投入的人力、物力、財力達到最小。（2）系統(tǒng)優(yōu)化的思想：系統(tǒng)的整體最優(yōu)，不一定各元素都優(yōu)；反之，系統(tǒng)各元素都優(yōu)，系統(tǒng)整體未必最優(yōu)。系統(tǒng)優(yōu)

16、化過程，受一定條件影響和約束，會造成系統(tǒng)與環(huán)境、系統(tǒng)與組分之間、組分與整體之間的矛盾，只有合理解決這些矛盾沖突，才能實現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化。必須注意系統(tǒng)各組分之間、組分與整體之間的合理連接和協(xié)調(diào)，才能提高系統(tǒng)的有序性和整體的運行效果。系統(tǒng)的優(yōu)化是一個不斷驗證、完善的過程。（3）系統(tǒng)優(yōu)化的方法： 定量方法：數(shù)學中的利用函數(shù)關系求最值。定性方法：在一定條件下分析和控制系統(tǒng)的特性，使系統(tǒng)達到更理想、更加效果。（4）影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素：對系統(tǒng)的目標函數(shù)產(chǎn)生顯著影響，并且可以人為調(diào)節(jié)的因素。5、系統(tǒng)設計：在系統(tǒng)分析的基礎上，設計出滿足預定目標的系統(tǒng)的過程。它既包含了對某個系統(tǒng)進行技術設計本身的內(nèi)容，同時又需要運

17、用系統(tǒng)的思想和方法對其設計過程進行分析、設計。（1）系統(tǒng)設計的原則以實現(xiàn)系統(tǒng)整體效果最優(yōu)為目的。設計好系統(tǒng)的每個元素和子系統(tǒng)。綜合考慮系統(tǒng)各個元素和子系統(tǒng)之間的聯(lián)系，合理解決它們之間的矛盾沖突。（2）系統(tǒng)設計的步驟提出設計問題，明確設計總體目的要求。調(diào)查研究，收集相關資料，進行基本的設計分析。系統(tǒng)設計對設計的改進、完善、優(yōu)化。6、系統(tǒng)評價費用與效果比是系統(tǒng)評價的基本手段。追求并實現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)化目標是系統(tǒng)設計區(qū)別于一般設計的重要標志。四、控制與設計1、控制的含義：根據(jù)自己的目的，通過一定的方法（對其干預）使事物沿著某一確定的方向發(fā)展，就形成了控制。任何一個控制系統(tǒng)都有控制器，沒有控制器就不構(gòu)成控制

18、系統(tǒng)。2、控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的作用：（1）控制器，控制指令的發(fā)出者，是有決策功能的裝置（發(fā)號施令）。（2）執(zhí)行器，控制指令的執(zhí)行者，執(zhí)行控制器的決策。（3）被控對象：控制系統(tǒng)所要控制的裝置或生產(chǎn)過程；（4）反饋環(huán)節(jié)：將控制結(jié)果反饋回來的部分。（5）比較器：它將給定量與所檢測的被控量進行比較，求出偏差值；3、給定值、控制量與被控量的概念：（1）給定值：控制系統(tǒng)的給定量，也是控制系統(tǒng)的輸入信號；（2）控制量：能對被控對象產(chǎn)生作用，從而使被控量發(fā)生變化的量，即執(zhí)行器的輸出信號。（3）被控量：控制系統(tǒng)所要控制的量（目的），也是控制系統(tǒng)的輸出信號；控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的例子：系統(tǒng)名稱給定量控制器執(zhí)行器控制量被控量反

19、饋環(huán)節(jié)被控對象環(huán)的性質(zhì)電冰箱(空調(diào))溫度控制電路壓縮機工質(zhì)溫度箱體內(nèi)溫度溫度傳感器箱體內(nèi)空間閉環(huán)十字路口紅綠燈控制(按車流量)車流量智能電路(CPU)控制電路時間燈亮時長流量檢測器(如記數(shù)器等)紅綠燈開環(huán)可伸縮晾衣裝置搖動否?滑輪結(jié)構(gòu)等繩桿架等搖速衣架伸縮無晾衣架開環(huán)農(nóng)用噴霧器動力杠桿傳動結(jié)構(gòu)壓縮機壓縮氣壓噴灑速度無噴霧器箱體內(nèi)空間開環(huán)4、開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)（1）開環(huán)控制系統(tǒng)：不將控制的結(jié)果反饋回來影響控制作用的系統(tǒng)?；窘M成：控制器、執(zhí)行器和被控對象。特征：不管控制的結(jié)果（系統(tǒng)的輸出量僅受輸入量控制，輸入量到輸出量之間的信號是單向傳遞）。控制器執(zhí)行器被控對象給定值控制量被控量開環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖:（2）閉環(huán)控制系統(tǒng)（反饋控制系統(tǒng)）：能將控制的結(jié)果反饋回來與希望值進行比較，并根據(jù)它們的誤差及時調(diào)整控制作用的系統(tǒng)?；窘M成：控制器、執(zhí)行器、被控對象和反饋環(huán)節(jié)。特征：根據(jù)控制結(jié)果做出決策（也就是輸出量對控制有影響），反饋環(huán)節(jié)是重要特征。給定值反饋環(huán)節(jié)比較器控制器執(zhí)行器被控對象控制量被控量閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖：（3）控制系統(tǒng)的選擇：一般情況下，開環(huán)控制系統(tǒng)比閉環(huán)控制系統(tǒng)簡單、成本低。所以，開環(huán)控制能滿足要求的就選擇