探究結(jié)構(gòu)20221227 全市一等獎(jiǎng)

探究結(jié)構(gòu)3、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性4、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度2、結(jié)構(gòu)的類型1、結(jié)構(gòu)的定義及受力結(jié)構(gòu)的含義與功能結(jié)構(gòu)是指物體的各組成部分之間的搭配和排列。確定的搭配和排列決定了物體的性質(zhì)和形態(tài)。結(jié)構(gòu)的功能是承受力和抵抗變形。受壓

受力特點(diǎn)：構(gòu)件承受使之被擠壓的力。案例：①造房子打地基時(shí)，地樁受壓；②橋梁的橋墩受壓。(2)構(gòu)件的基本受力形式生產(chǎn)生活中常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)都能抵抗來(lái)自外界的各種作用力和自身重力。根據(jù)構(gòu)件的受力和變形的形式，我們可以將構(gòu)件受力分為：受拉、受壓、受剪切、受扭轉(zhuǎn)和受彎曲這五種基本形式。受彎曲

受力特點(diǎn)：構(gòu)件承受使之產(chǎn)生彎曲的力。案例：體操運(yùn)動(dòng)員在做引體向上時(shí)，橫桿受彎曲。受剪切

受力特點(diǎn)：構(gòu)件承受兩個(gè)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。案例：①用剪刀剪紙時(shí)，紙受剪切；②理發(fā)師剪頭發(fā)時(shí)，頭發(fā)受剪切。受扭轉(zhuǎn)

受力特點(diǎn)：構(gòu)件兩端承受方向相反的均勻的力，使它發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變。案例：①拿鑰匙旋轉(zhuǎn)開門時(shí)，鑰匙受扭轉(zhuǎn)；②汽車方向盤的軸受扭轉(zhuǎn)。受拉

受力特點(diǎn)：構(gòu)件承受拉拽力。案例：①用繩子綁著桶在井中打水時(shí)，繩子受拉；②蕩秋千時(shí)，吊索受拉。12.如圖所示為傳統(tǒng)手工藝一一竹編椅子，由于竹材有較好的力學(xué)懺能，因此在同等荷載下，其承載能力比木質(zhì)椅子更好。當(dāng)人靠坐在該椅子上時(shí)，兒帝背、槍腳的受力形式分別是（

）A.受彎曲、受壓B.受壓、受壓C.受彎曲、受拉D.受扭轉(zhuǎn)、受壓30.使用指甲刀剪指甲（對(duì)C端施加向下作用力）時(shí)，指甲刀構(gòu)件AB、構(gòu)件AC和刀刃口的主要受力形式分別是A.AB受拉，AC受彎曲，刃口受壓B.AB受拉，AC受拉，刃口受壓刃C.AB受壓，AC受彎曲，刃口受剪切D.AB受壓，AC受壓，刃口受剪切【例1】

(2016·9紹興聯(lián)考)如圖所示的手搖式晾衣架，通過(guò)順時(shí)針搖動(dòng)手柄升高晾衣架的高度。在順時(shí)針搖動(dòng)時(shí)，下列針對(duì)各部件的受力形式分析中正確的是(

)A.鋼絲受壓、轉(zhuǎn)軸受扭轉(zhuǎn)、直柄受剪切B.鋼絲受彎曲、轉(zhuǎn)軸受扭轉(zhuǎn)、直柄受壓C.鋼絲受拉、轉(zhuǎn)軸受扭轉(zhuǎn)、直柄受彎曲D.鋼絲受拉、轉(zhuǎn)軸受壓、直柄受彎曲解析由于轉(zhuǎn)軸受到直柄彎曲力的作用，使得轉(zhuǎn)軸受扭轉(zhuǎn)而做轉(zhuǎn)動(dòng)，拉動(dòng)鋼絲往里面卷達(dá)到升高晾衣架的目的。故選C。答案C【例2】

如圖所示為汽車機(jī)械傳動(dòng)裝置———差速器。

在輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)扭力下，軸頂端的齒輪把扭力傳遞給錐形齒輪，帶動(dòng)框架上的行星齒輪驅(qū)使太陽(yáng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而輸出軸驅(qū)動(dòng)車輪前進(jìn)。

框架局部(陰影部分)和輸出軸(陰影部分)的主要受力形式是(

)A.框架局部受壓、輸出軸受拉B.框架局部受拉、輸出軸受扭轉(zhuǎn)C.框架局部受扭轉(zhuǎn)、輸出軸受剪切D.框架局部受彎曲、輸出軸受扭轉(zhuǎn)解析框架受側(cè)向的力，所以是受彎曲；輸出軸旋轉(zhuǎn)，所以是受扭轉(zhuǎn)。

故選D。答案D一、常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)及欣賞1.從力學(xué)角度來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)是指可以承受一定力的架構(gòu)形態(tài)，可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。2.結(jié)構(gòu)的基本類型：實(shí)體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)和殼體結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)。3.構(gòu)件的基本受力形式主要有拉力、壓力、剪切力、扭轉(zhuǎn)力和彎曲力(效果力)。4.賞析經(jīng)典結(jié)構(gòu)一般從技術(shù)和文化兩個(gè)角度來(lái)進(jìn)行。結(jié)構(gòu)的類型：實(shí)體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)。1）實(shí)體結(jié)構(gòu)：是指結(jié)構(gòu)體本身是實(shí)心的結(jié)構(gòu)。受力特點(diǎn)：外力分布在整個(gè)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。如大壩、實(shí)心墻、實(shí)體物1、實(shí)體結(jié)構(gòu)2、框架結(jié)構(gòu)

通常是指結(jié)構(gòu)體由細(xì)長(zhǎng)的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)。如窗戶、畫框、房子的架構(gòu)等等。其特點(diǎn)是支撐空間卻不充滿空間，能承受垂直和水平荷載。

框架結(jié)構(gòu)是由桿件或板件連接而成的，構(gòu)件可以是空心，也可以是實(shí)心；可以是平面框架，也可以是空間框架。由于這種結(jié)構(gòu)用料少，可以承受多種載荷，因此用得很廣泛。3、殼體結(jié)構(gòu)

殼體結(jié)構(gòu)通常是指層狀的結(jié)構(gòu)。如雞蛋、頭盔、汽車飛機(jī)的外殼等等。

殼體結(jié)構(gòu)是用薄壁殼狀構(gòu)件來(lái)替代空間框架而形成的一種空間結(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(chǎng)館建設(shè)中用得很多。受力特點(diǎn)：

外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面上，由弧面整體分擔(dān)承受，抵抗變形。雞蛋承載實(shí)驗(yàn)

想一想：為什么雞蛋能夠承受如此大的壓力？三峽大壩實(shí)體結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu)判斷右圖屬于什么結(jié)構(gòu)并連線實(shí)體結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu)判斷右圖屬于什么結(jié)構(gòu)并連線實(shí)體結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu)判斷右圖屬于什么結(jié)構(gòu)并連線

在生產(chǎn)和生活實(shí)際中，很多物體的結(jié)構(gòu)是由兩種或兩種以上的基本結(jié)構(gòu)類型組合而成的。1、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性含義：結(jié)構(gòu)在荷載作用下維持其原有平衡形式的能力。一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

結(jié)構(gòu)的支撐面積支撐面積越大，越穩(wěn)定問(wèn)題：哪個(gè)穩(wěn)定性更好？為什么？2、影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性1、為什么大壩的橫截面總是建成梯形的？想一想：2、為什么許多課桌椅的支撐腳要做成往外傾斜的？一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性接觸面與支撐面的區(qū)別接觸面是物體與地面接觸形成的面。支撐面是物體與地面接觸形成支撐的點(diǎn)的連線與地面構(gòu)成的面。接觸面支撐面一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

結(jié)構(gòu)的重心位置重心越低，越穩(wěn)定

獨(dú)腳茶幾的高度設(shè)計(jì)得比較低，底座采用較重的材料（如大理石），臺(tái)面采用比底座輕的材料（如木材），使茶幾的重心降低，以提高穩(wěn)定性。一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的基本條件：重心所在點(diǎn)的垂線應(yīng)落在結(jié)構(gòu)支撐面內(nèi)?！舅伎肌勘人_斜塔為何斜而不倒？重心所在點(diǎn)的垂線落在結(jié)構(gòu)支撐面內(nèi)一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

結(jié)構(gòu)的幾何形狀三角形穩(wěn)定性。

照相機(jī)的支撐架常使用三角架而不用其他形狀，是因?yàn)槿侵Ъ芘c地面有三個(gè)接觸點(diǎn)，形成的三角結(jié)構(gòu)使照相機(jī)的支撐架更容易穩(wěn)定。一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素P12:重心位置的高低結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面的大小結(jié)構(gòu)的形狀。一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性利用不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)某些功能。3、生活中不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的運(yùn)用一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性二、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度（一）基本概念一個(gè)較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)由許多不同的部分組成，這些組成部分通常稱為構(gòu)件。1、內(nèi)力：構(gòu)件在外力作用下會(huì)變形，同時(shí)構(gòu)件內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用力發(fā)生了改變，這種作用力的改變稱作內(nèi)力。一般來(lái)說(shuō)，外力越大，則構(gòu)件的內(nèi)力越大。當(dāng)內(nèi)力達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，構(gòu)件就會(huì)被破壞。

2、應(yīng)力：構(gòu)件單位截面面積上所受的內(nèi)力。

σ=N/Aσ——應(yīng)力，N——內(nèi)力，A——截面面積3、強(qiáng)度：構(gòu)件和材料抵抗破壞的能力。（二）影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的幾個(gè)主要因素結(jié)構(gòu)的形狀使用的材料構(gòu)件之間的連接方式結(jié)構(gòu)外部形狀結(jié)構(gòu)的橫截面形狀鉸連接剛連接1、使用的材料①結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與材料有關(guān)紙杯鋼杯塑料杯（二）影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的幾個(gè)主要因素2、結(jié)構(gòu)的形狀:

注意：結(jié)構(gòu)形狀對(duì)強(qiáng)度的影響有兩點(diǎn)，一是結(jié)構(gòu)的外部形狀，二是結(jié)構(gòu)的橫截面形狀。三角形結(jié)構(gòu)結(jié)實(shí)、穩(wěn)定，所用材料最少。A字形梯不采用鋁合金薄片，而采用長(zhǎng)方形截面的構(gòu)件。說(shuō)明構(gòu)件截面的形狀影響著結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。（二）影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的幾個(gè)主要因素

相同材料，相同截面積，不同截面形狀的構(gòu)件強(qiáng)度不同。（二）影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的幾個(gè)主要因素鉸連接：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對(duì)移動(dòng)，但可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。具體有松螺栓、松鉚等。剛連接：被連接的構(gòu)件在連接處既不能相對(duì)移動(dòng)，也不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。具體有榫接、膠接、焊接、鉚接、螺接等。

結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接通常有以下兩類：

3、構(gòu)件之間的連接方式：（二）影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的幾個(gè)主要因素鉸接傘骨間的連接鉸連接：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對(duì)移動(dòng)，但可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)構(gòu)的變化可能導(dǎo)致功能的變化三、結(jié)構(gòu)與功能

【小結(jié)】

1、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性：結(jié)構(gòu)在荷載作用下維持其原有平衡形式的能力。影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素：（1）結(jié)構(gòu)的支撐面積（支撐面積越大，越穩(wěn)定）（2）結(jié)構(gòu)的重心（重心越低越穩(wěn)定，重心所在點(diǎn)的垂線落在結(jié)構(gòu)支撐面內(nèi)）（3）結(jié)構(gòu)的形狀（三角形的穩(wěn)定性）2、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度：構(gòu)件和材料抵抗破壞的能力。

【小結(jié)】

（2）結(jié)構(gòu)的形狀影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的因素：（1）使用的材料（3）構(gòu)件之間的連接方式結(jié)構(gòu)外部形狀結(jié)構(gòu)的橫截面形狀鉸連接剛連接

【小結(jié)】

3、強(qiáng)度與穩(wěn)定性的聯(lián)系與區(qū)別：穩(wěn)定性是研究物體的保持平衡狀態(tài)的能力，強(qiáng)度是研究不被外力破壞的能力。4、應(yīng)力和強(qiáng)度的關(guān)系：用應(yīng)力來(lái)衡量強(qiáng)度。應(yīng)力小，變形就小，抗變形能力就大。5、內(nèi)力：構(gòu)件在外力作用下會(huì)變形，同時(shí)構(gòu)件內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用力發(fā)生了改變，這種作用力的改變稱作內(nèi)力。

6、應(yīng)力：構(gòu)件單位截面面積上所受的內(nèi)力。

σ=N/Aσ——應(yīng)力，N——內(nèi)力，A——橫截面積提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和強(qiáng)度的常見(jiàn)措施：結(jié)構(gòu)的性質(zhì)影響因素實(shí)戰(zhàn)穩(wěn)定性重心加重底座，外殼輕便支撐面支撐腳伸展、外張形狀桁架結(jié)構(gòu)，三角形強(qiáng)度材料混凝土抗壓性能好，鋼筋抗拉性能好；形狀整體：三角形、拱形等；截面：工字形、井字形等。連接方式鉸連接；剛連接【例3】

(2016·3月浙江省學(xué)考)如圖所示是一款千斤頂，其工作原理是：轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿，改變支撐桿間的角度實(shí)現(xiàn)升降。下列關(guān)于千斤頂結(jié)構(gòu)的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是(

)A.支撐桿用鋼板制作成“U型”，既保證強(qiáng)度又減輕質(zhì)量B.通過(guò)絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)千斤頂?shù)纳礐.蝶型底座，既適用于不同地面，又有較大的支撐面積D.支撐桿之間采用鉸連接，主要是為了便于折疊收納解析支撐桿之間采用鉸連接，主要是為了能夠升降。答案DA.工作臺(tái)升高前，支撐腳伸展后放下B.工作臺(tái)升降時(shí)，兩升降臂協(xié)同調(diào)整，保證重心落在支撐面內(nèi)C.移動(dòng)時(shí)，兩升降臂放下D.移動(dòng)時(shí)，支撐腳收起解析影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素主要有三方面，其中A項(xiàng)利用了增加支撐面的面積增加穩(wěn)定性；B項(xiàng)利用重心的垂足在支撐面內(nèi)增加穩(wěn)定性；C項(xiàng)降低重心增加穩(wěn)定性；D項(xiàng)減小了支撐面不利于穩(wěn)定性。答案D【例4】

如圖所示為移動(dòng)式升降機(jī)，以下操作中，不以提高穩(wěn)定性為目的的是(

)1.天安門(如圖所示)是中國(guó)象征性的建筑物，造型威嚴(yán)莊重，氣勢(shì)宏大，雄偉壯麗，是中國(guó)古代城門中杰出的代表作，下列敘述中不屬于結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)的是()A．城樓上所掛的毛主席畫像和兩側(cè)的巨幅標(biāo)語(yǔ)，給古老的天安門賦予了時(shí)代的意義B．城樓建立在巨型條石砌成的須彌座式城臺(tái)上，造型莊重渾厚，宏偉典雅C．朱墻黃琉璃瓦頂，天花、斗拱、梁枋等繪滿了金龍和璽彩畫，