高二通用技术 实验二 小三角架的制作工艺教案Word格式.docx

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是一种历史悠久的玩具，深受儿童的喜爱，传统的不倒翁是纸身泥底的。

现在制作不倒翁的材料多种多样，但是所有的不倒翁都有相同的特点：

上半身为空心壳体、下半身是一个实心的半球体，底部为圆形，重心比较低。

当你将它倾斜以后，它的重力与它的着地点之间就产生了一个力矩，在这个力矩的作用，使不倒翁恢复原来的状态，所以不倒翁就不停地摇摆起来，但不会倒下去。

如人们常见的“不倒翁杯”。

2、结构的稳定性

属于《技术与设计I玲结构与设计章节的知识。

主要研究物体保持平衡状态的能力，物体的状态受到干扰后，有所波动，但扰动消失后，能重新回到原来的平衡状态，则称为稳定，不回到原来的平衡状态，称为不稳定。

（l）影响结构稳定性的因素

①结构几何形状。

②支撑面大小。

③重心位置（重心所在点的垂线落在结构地面的范围内就是稳定的）。

（2）增加结构稳定性的方法

①常见方法：

增大底面积；

降低重心位置；

利用三角形框架及其组合结构。

②减少长细比：

长细比是指结构的纵向长度与横向截面的最大尺寸（如圆的直径）之比。

构件的长细比越大越容易弯曲和变形。

3、结构的强度

是指物体结构抵抗变形的能力，强度的大小用应力来衡量。

影响结构强度的因素：

①结构的形状；

②结构的材料；

③材料的连接方式。

【真题示例七】

（xx年高考34题）小华喜欢做家务，他发现传统长臂式晾衣架不方便撑起挂圆领衣物，于是尝试对衣架进行改造并制作出木制可变形衣架（右图）。

（1）改造后他发现衣架出现了结构不稳定的问题。

为此他设计了4种改进方案，其中最稳定的是（）

ABCD

【全盘解析】本题考查结构稳定性方面的知识，题干中清晰地告诉我们需要解决的问题是增强结构的稳定性。

增强结构稳定性通常有三种方法：

尽可能地增大结构的底面积；

尽可能地降低结构的整体重心位置；

利用三角形的稳定性结构。

选项C中采用了一个可以抵抗拉力也可以抵抗压力的木条，形成了一个犹如三角形的稳定性结构。

选项A、B虽然也利用了相同的技术思想，但是由于细线只能承受很小的拉力、弹簧受力后很容易变形，均无法形成非常稳定的结构。

选项D采用螺母挤压方式来提高结构的稳定性，这种方式与选项C相比，效果较差。

同时选项C中的木条具有导槽，可以非常方便地实现衣架的变形。

【高考答案】C

【高考模拟】

七、稳如泰山充分说明了结构稳定性的作用。

1．如图是一款集手电筒和台灯为一体的多功能手电筒，该产品小巧、轻便，作为台灯使用时可抽出底座滑块保持稳定。

请分析，为了保持该产品稳定，设计者采取的主要措施是（）

A．增加底座质量

B．增大支撑面

C．使用新材料

D．拉长灯头支撑杆

2．使用A字形（人字）梯，往往在梯子中间用一根拉杆或绳子固定，其主要目的是（）

A．增加梯子强度

B．减小人对梯子的压力

C．增加梯子的稳定性

D．促使梯子美观

3．比萨斜塔是意大利著名的古代文化遗产，被认为是世界建筑史上的一大奇迹。

有关其倾斜而不倒的解释正确的是（）

A．比萨斜塔的根基比较稳定　 

B．比萨斜塔高度不太高　

C．比萨斜塔结构重心垂线落在底面的范围内　

D．比萨斜塔用最先进的钢筋混凝土建筑

4．走钢丝的人手上拿着一条长棒的目的是（）

A．美观B．调节重心C．配重D．支撑

5．在简易相框的设计与制作过程中，下列说法不正确的是（）

A．简易相框的设计与制作需要考虑造型、材料、稳定性和强度等方面

B．用木条做相框时，木条之间的连接可以采用普通文具胶水连接

C．支架的设计需要考虑支架的支撑形式、支架构件截面形状及连接等

D．根据不同的设计方案，相框与支架间可以采用铰连接或固定连接

6．某些支撑阳台的梁做成如下图标所示形状，这主要是考虑（）

A．美观B．增加强度

C．安装方便D．增加稳定性

【模拟答案】1.B2.C3.C4.B5.B6.B

【考点提炼八】

结构的类型

1、实体结构：

是指结构体本身是实心的结构。

受力特点：

外力分布在整个体积中。

实体结构可以连续传递载荷，适于承受压力。

案例分析：

长城、三峡大坝、厨房中的菜板子、实心墙、古代的城墙、柱子、实心球等。

2、框架结构：

是指结构体由细长的构件组成的结构。

支撑空间而不充满空间，能承受垂直和水平荷载。

框架结构是由杆件或板件连接而成的，构件可以是空心，也可以是实心；

可以是平面框架，也可以是空间框架。

由于这种结构用料少，可以承受多种载荷，因此用得很广泛。

案例分析 

：

窗户、画框、房子、竹排、蔬菜大棚的棚体、建筑用脚手架、自行车、艾菲尔铁塔、桌子、板凳、书橱、高压输电铁塔。

3、壳体结构：

通常是指层状的结构。

外力作用在结构体的表面上，由弧面整体分担承受，抵抗变形。

壳体结构是用薄壁壳状构件来替代空间框架而形成的一种空间结构。

由于它可以将作用在其上的集中横向载荷分散为沿壳体的压力。

因此在场馆建设中用得很多。

头盔，汽车飞机外壳、饮水杯、文具盒、装甲车、油罐、鸡蛋、核桃、瓜子、西瓜、锅碗瓢盆……

【真题示例八】

（xx年高考42题）2009年4月25日，第十九届全国书交易博览会在山东举行。

开幕式上由10部巨型“书”拼接而成的背景墙给人留下了深刻印象。

图1“书籍组合的背景墙”

图2变形后的独立“书籍”

（1）这些书籍造型最宜采用__________（①框架②壳体③实体或实心）结构（填序号）

（2）图3为背景墙中相邻两书的俯视图，书的重心在书顶部平面的投影为O点，书脊呈以R为半径的弧形。

若书籍都能绕通过O点的垂直轴水平旋转，且背景墙侧和前后留有足够空间，那么要使背景墙（图1）变形为独立书籍（图2），则背景墙中10部书的旋转次序是（）

A．从左到右依次旋转B．从右到左依次旋转

C．由中部向两侧依次旋转C．不分先后同步旋转

【全盘解析】本题借助第十九届全国图书交易博览会这一主题，考查了常见的结构类型和流程设计。

（1）题：

根据受力特点区分常见结构类型是一种最简单的方法。

实体结构的特点是外力分布在整个体积中，如实心墙、大坝等；

框架结构的特点是支撑空间而不充满空间，框架承受了绝大多数外力；

壳体结构的特点是，外力作用在壳体结构上。

在本题中，无论从结构特点还是从受力特点来判断，书籍最易采用的是框架结构。

（2）题：

本题考查的是流程设计问题，要完成一项流程设计，就要对该活动、事件本身进行深入分析，研究其内在的属性与规律，这是流程设计应考虑的基本因素。

从图3可以看出，每本书籍的左端是一个圆形的凸面，右端是一个圆形的凹面。

可以想象出任何一本书籍在旋转过程中，其左端的轨迹形成一段与右侧书籍相切的圆弧；

其右端的轨迹是一个圆环，在旋转过程中，会受到左侧书籍的阻碍。

因此旋转的顺序是从右到左依次旋转

【高考答案】

（1）①框架

（2）B

八、人们可以说生活在结构的世界里，但对结构的技术认识甚少。

1．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

2．汽车的引擎盖在结构中属于哪种类型（）

A．实体结构B．框架结构

C．壳体结构D．其它

3．在结构设计中，下列哪个方案最容易变形（　）

4．以下哪种结构是受自然界对结构设计形状的启发而产生的（）

A．电灯泡B．乒乓球C．飞机的机翼D．篮球架

【模拟答案】1.C2.C3.A4.C

【考点提炼九】　

流程与设计

1、认识流程：

流程是一项活动或一系列连续有规律的事项或行为进行的程序。

基本要素是环节和时序，时间上的先后顺序称之为时序，体现了具体活动内容的先后关系。

环节是指整个过程的小过程，是间断性的过程概括。

流程的表达有：

文字表达，表格表达，图示表达（流程图）。

2、流程图：

最常用的形式是框图，方框里的内容是每个环节要完成的任务，箭头方向表示时序（有的用数字序号表达时序）。

流程图反映了环节、时序的具体情况。

识读流程图的要点是：

（1）找流程的环节，明确每个环节的功能和作用。

（2）弄清流程中时序的体现与特征。

3、流程设计的步骤：

　　第一步：

首先要明确设计的目的和任务，明确流程所应遵循的内在变化规律。

　　第二步：

要分析现有材料、设备、资金、人员、工艺和环境等因素。

　　第三步：

列出流程涉及的主要事项，并进行初步的排列。

　　第四步：

分析各事项（步骤）之间先后顺序，合理地安排流程的时序和环节。

　　第五步：

选择一个合适的表达方式画出流程图，对于有严格时间的时序，要标注时间。

4、流程优化：

为了提高效率、降低成本，可以改变时序和环节的顺序，也可增减环节。

缺【真题示例】找地州市今年的模拟题

【全盘解析】

【考题答案】

九、流程是一系列连续有规律的事项或行为进行的程序。

1．任何一项生产或生活活动都有一定的时序。

时序体现了具体活动内容的先后关系，在这种关系中，有些步骤之间的时序是不可颠倒的。

下面是邮寄包裹的工作流程，哪一个是正确的流程（）

A．包袋密封好；

收好回执；

交寄；

购买标准包装箱；

取邮寄包裹单；

填写邮寄包裹单

B．收好回执；

填写邮寄包裹单；

包袋密封好；

取邮寄包裹单

C．取邮寄包裹单；

收好回执

D．包袋密封好；

交寄

2．下面关于流程中环节和时序的说法正确的是（ 

）

A．任何流程环节的先后顺序（时序）都是可以调整的

B．任何流程环节的先后顺序（时序）都不能调整

C．有的顺序可调，有的顺序不可调

D．环节多的流程才能调整

3．刘亮家要在新房铺地面砖。

工作环节是：

①搅拌水泥和沙子。

②上市场买水泥、沙子和地面砖。

③请瓦匠师傅。

④把搅拌好的水泥和沙子铺在地面上。

⑤划线。

⑥铺上地砖。

⑦检查地砖下面是否有空隙。

其正确的工作流程是（）

A．①②③④⑤⑥⑦B．③②⑤①④⑥⑦

C．②③⑦①⑥⑤③D．③①②⑥④⑤⑦

4．在一般医院门诊看病需诊断、检查、取药等，请把医院就诊流程环节合理排列：

　　　　　　。

ａ交款　ｂ诊断　ｃ再诊断　ｄ取药　

ｅ再交费　ｆ挂号　ｇ检验　ｈ打针

【模拟答案】1.C2.C3.B4.fbagcedh

【考点提炼十】

系统与设计

本模块知识通常和人文与社会、生活、辩证统一的哲学思想分析解决问题相结合。

1、认识系统

系统是由相互依存的若干个部分组成的、具有特定功能的有机整体。

构成系统的若干元素相互依存、相互作用，并完具有特定功能。

2、构成系统必须具备的三个条件

第一、至少要有两个或者两个以上的要素（部分）才能组成系统。

第二、要素（部分）之间相互联系、相互作用、按照一定方式形成一个整体。

第三、这个整体具有的功能是各个要素（部分）的功能所没有的。

3、系统的类型：

系统不仅有大有小，而且其结构、功能、行为和环境也不尽相同，系统可按照不同的标准和需要分类：

（1）自然系统和人造系统。

自然系统：

是自然形成的系统。

如人体系统。

人造系统：

是由人制造加工而成的系统，也称人工系统，如人造地球卫星、各种文具、桥梁、楼房等建筑物。

由自然系统和人造系统复合而成的系统，称为复合系统，如城市系统、村落系统等。

（2）实体系统和抽象系统。

实体系统：

由看得见、摸得着的具体实体为元素所构成的系统，也称硬系统。

如：

机器的传动系统、棚室的采暖加热系统等。

抽象系统：

由一些概念、原理、方法、制度、程序等为元素构成的系统，也称概念系统、软系统。

如哲学、智力竞赛软件系统等。

（3）动态系统和静态系统。

静态系统：

系统的结构和状态，不随时间的推移延续而变化的系统。

如棚室环境系统、大桥、公路、房屋等。

动态系统：

系统的结构和状态具有产生、变化与发展、消亡过程的系统。

如学校，它不仅有建筑物还有教师、学生；

城市系统、生态系统。

绝大多数系统属动态系统；

静态系统是有条件的、暂时（阶段性）的和相对的。

（4）开放系统和封闭系统。

封闭系统：

是与外界无明显联系的系统，如密闭罐中的化学反应，停建或缓建的工程。

开放系统：

与外界环境有信息、物质和能量交互作用，如商业系统，生产系统，生态系统。

系统与环境之间，不断地、广泛地交换，不断地输入、输出，系统才会具有生命力。

绝对的封闭系统是很少见的。

4、系统的基本特性：

（1）整体性：

也称集合性，注重整体，不是各个要素（部分）的简单相加，系统的整体功能是各要素（部分）在孤立状态所没有的。

例如：

一堆沙子，钢材，水泥散放在一起没有什么意义，但如果将它们按照一定的比例配置则成建筑结构。

系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和。

（2）相关性：

也称关联性，是指组成系统的各要素之间相互作用、相互联系。

（3）目的性：

也称功能性，任何系统都具有特殊的功能。

（4）环境适应性：

系统与其所处的环境之间通常都有物质、能量和信息的交换，系统必须适应外部环境的变化。

5、系统设计的步骤：

主要包括将系统分解为若干子系统，确定各子系统的目标、功能及相互关联，对子系统进行技术设计和评价，对系统进行总体技术设计和评价等。

【真题示例十】

（xx年高考题27）成语和俗语是千百年来人们生活智慧的结晶,其中不少蕴含着有关技术与设计的道理．下列与设计过程中的“结构”“流程”“系统”和“控制”依次对应的是（）

①见风使舵②铜墙铁壁

③磨刀不误砍柴工④牵一发而动全身

A．②③①④B．②③④①

C．③②①④D．③②④①

【全盘解析】本题考查的是《技术与设计II》中最基本的概念，本题呈现出极强的导向性，“结构”“流程”“系统”和“控制”是《技术与设计II》主要章节知识，也是与我们生活密切相关的技术思想。

我们在日常生活中常用这些技术思想解决实际问题。

此题相对比较简单，“见风使舵”体现的是控制的思想；

“铜墙铁壁”蕴含了结构的思想；

“磨刀不误砍柴工”体现出了流程中的“环节”和“时序”；

“牵一发而动全身”体现了系统的整体性，故选项为B。

【高考答案】B

十、系统是同类事物按一定的秩序和内部联系组合而成的整体。

1．下面事例所体现的系统特性依次是（）

①人们往往希望汽车跑得又快又省油，但车速过快会格外耗油，有个折衷的最适当的速度叫经济速度，最省油②舍不得孩子套不住狼③人类的进化④病人从住院到出院这段时间内，医生常常会开不同的药方⑤俗话说：

“一动百动”。

A．目的性、整体性、相关性、环境适应性、动态性

B．目的性、整体性、环境适应性、动态性、相关性

C．整体性、目的性、环境适应性、相关性、动态性

D．目的性、整体性、相关性、动态性、环境适应性

2．在大自然中鹿、兔奔跑速度快，能逃避野兽追捕；

刺猬身上长尖刺使猛兽无从下口；

黄鼬遇敌时突放臭气，扰乱猛兽神志，影响其情绪，在其迟疑间跑掉。

这是生态系统基本特性中的（）

A．整体性B．相关性

C．动态性D．环境适应性

3．水（H2O）是由氢和氧两种元素构成，但当你口渴需要喝水时，分别吸入氢气和氧气并不能为你解渴，这说明（ 

）

A．至少要有两个或两个以上的要素才能构成系统

B．各要素（部分）之间相互联系、相互作用，按照一定的方式形成整体

C．系统整体所具有的功能是各个要素（部分）的功能所没有的

D．系统包含子系统，它又是更大系统的子系统

4．合金钢材料中，碳含量的高低影响着钢的强度、硬度和韧性，从而影响钢的耐磨性。

碳含量高，则硬度高、韧性差；

碳的含量低、则硬度低、耐磨性差。

这反应了系统的什么基本特性（）

A．相关性B．环境适应性

C．动态性D．整体性

5．系统是由相互依存、相互作用的若干元素构成的，并完成特定功能的统一体。

系统有大有小，而且其结构、功能、行为和环境也不尽相同。

请根据以上阐述，解释为什么说班级就是一个系统。

【模拟答案】1.B2.D3.C4.A5.

（1）有多名同学组成

（2）同学之间相互帮助、友好竞争等形成的一个整体；

（3）班级这个整体所形成的竞争力、凝聚力等是同学个体所没有的。

【考点提炼十一】

控制与设计及其典型闭环控制分析

一、认识控制系统

控制系统是用以完成一定控制任务的元、部件的组合。

控制系统通常分为开环控制系统和闭环控制系统。

简单的控制系统由两部分组成，即被控对象和控制装置。

其中的控制装置，包括传感器、控制器、执行器等环节，对于闭环系统来说，还包括反馈环节与比较环节。

1、开环控制

是指控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制过程，其系统的输出量不会对系统的控制作用产生影响。

如电子门铃、声光控开关、遥控器、防盗报警系统、闹钟定时控制系统。

系统图示：

2、闭环控制

系统的输出量要返回到输入端并对控制过程产生影响，信息流经一个闭合环路。

信息除了自输入端单向传至输出端外，还要将输出信息反传给输入端（比较环节），存在信息逆向流动。

如保温电饭锅的保温控制、电冰箱制冷控制、空调的温度控制。

3、开环控制和闭环控制的区别

开环系统的输出量仅受输入量控制，输入量到输出量之间的信号是单向传递。

在闭环系统的输入量和输出量之间，还有一条从输出量返回到输入端的反馈环节，它们形成了一条闭合回路，反馈环节使得输出量的改变对控制的过程产生直接影响。

即闭环控制系统与开环控制系统相比增加了一个反馈、比较、判断的过程。

二、控制系统框图

1、控制系统的环节

传感器：

感知信号并传递信号至下一环节。

控制器：

根据传送来的信号产生控制器信号并传送到下一环节。

传送来的信号在开环系统中是有传感器直接传送过来的，而闭环系统中是比较环节中产生的信号。

执行器：

是控制器输出信号的执行机构。

比较环节：

比较输入量与反馈量的大小与极性，产生信号，再传给控制器。

2、通道与回路

信息流经的路径叫做通道。

闭环控制系统有两类基本通道：

前向通道和反馈通道。

前向通道中，信息流自系统输入量，经比较环节、控制器、执行器直至被控对象。

反馈通道中，信息流来自被控环节的输出量，流经反馈环节，再反馈到系统的输入端（比较环节）。

两条通道，构成闭合回路，即闭环，简称回路。

3、绘制框图的方法

依次确定系统各个环节：

被控对象，执行器，控制器，反馈环节（对闭环系统而言）。

确定被控量（输出量）、控制量、输入量、反馈量和偏差量。

用带箭头的直线表示信息在系统中流动、传递的方向与过程，再加上比较环节（闭环系统）。

在绘制框图中，先画被控对象，再画执行器，接着画控制器、反馈环节，最后比较环节，连线闭环，并标注各量。

三、典型的闭环控制——家用电冰箱的结构和制冷原理图

1、工作原理

家用电冰箱主要由压缩机、冷却器和散热器组成，它们之间用一根管道相连。

管道里装有一种沸点很低的制冷剂。

压缩机在管道的底部，它使制冷剂不断地在管道里循环。

制冷剂流动到狭窄的毛细管时，受到强大压力，由气态变成液态，通过散热器对外放出热量。

当制冷剂通过较粗的管道组成的冷却器时，由于压力突然降低，制冷剂由液态立即变为气态，从而吸收电冰箱内的热量，使电冰箱内的温度降低，达到制冷的效果。

2、结构原理图

3、控制分析

输入：

根据冰箱内放置食物的保存要求，预先设置一个恰当的冷藏温度。

控制（处理）：

由电子电路组成,核心部件是一个微处理器——微型电脑。

能对预置设定的温度和输出中检测到的电信号进行比较、分析和判断，并发出命令。

输出：

由电磁继电器组成。

当它接到“接通”压缩机指令时，便接通压缩机工作电路。

当它接到“停止”的指令时，继电器便断开压缩机的工作电路。

检测与反馈：

主要由温度传感器组成。

温度传感器装在冷藏室内，它将检测到的冰箱冷藏温度转变为电信号并反馈到电子控制系统的控制（处理）部分。

【真题示例十一】

（xx年高考19题）某办公楼大厅采用自然光照明，控制系统如图，太阳光经过反光镜反射到反光球面镜上，反光球面镜再将光线反射到大厅，从而达到采集自然光的目的。

当太阳移动后，光线到达反光球面镜的位置也随之发生偏移，相应的传感器就会受到光照产生电信号，控制器根据不同传感器送来的信号控制反光镜作相应的调整。

（1）该系统是开环控制系统还是闭环控制系统？

（2）该系统中，被控对象是　　　　　　　　。

（3）控制器与人体哪个器官的功能是类似的？

（4）请再写出两种利用太阳能的产品。

【全盘解析】　本题属于《技术与设计

》第四章《控制与设计》的主干知识点，能很好地“检查”学校是否开全通用技术课程，有一定的导向性。

主要是区分开闭环控制，其中开环控制的输出量不对系统的控制产生任何影响，如自动门、红绿灯、火灾报警、闹钟定时等，而闭环控制的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响，实现真正意义上的“全自动控制”，如空调、电冰箱、自动饮水机等，而本题的关键是要认真审题“当太阳移动后，光线到达反光球面镜的位置也随之发生偏移，相应的传感器就会受到光照产生电信号，控制器根据不同传感器送来的信号控制反光镜作相应的调整。

”这样看来太阳移动，通过控制系统反光镜作相应的调整，所以是闭环控制系统，一定要透彻分析题意。

主要考查了控制系统的主要部件，被控对象的主要作用是输出被控量，本题的关键是方向问题，所以反光镜是被控对象。

（3）题：

是对技术知识的迁移，体现了对知识点的理解程度。

在控