通用技术-系统与设计.ppt

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通用技术复习,单元三系统与设计,第三单元系统与设计,考点1系统、子系统的含义考点2系统的基本特性考点3系统分析及系统分析一般步骤考点4系统分析的主要原则考点5简单系统设计方案考点6系统优化的意义考点7影响系统优化的因素考点8系统分析及改进措施,【解析】把用电系统分解成几个子系统，应当合理实用，几个子系统之间都应该是并列而不是包含的关系，二孔插座子系统和三孔插座子系统是没有必要分的，空调子系统是有必要单列的，因为它的电流比较大，照明和插座分开比较合理，一般插座的安置在近地面，照明的靠近天花板。

【答案】A,【例1】赵明家要进行装潢，他决定自己设计家里的用电系统，为了用电安全，便于使用和维护，赵明把用电系统分解成几个子系统，下列分解方案中合理的是（）A照明子系统、空调子系统、插座子系统、安全保护子系统B安全保护子系统、照明子系统、二孔插座子系统、三孔插座子系统C日光灯子系统、照明子系统、空调子系统、插座子系统D照明子系统、空调子系统、二孔插座子系统、三孔插座子系统,【变式训练】1.如图是汽车用的手摇千斤顶，以下叙述中，不属于构成千斤顶系统的条件的是（）A千斤顶由支撑杆、螺杆、螺母、手柄、底座等要素构成B支撑杆、螺杆、螺母、手柄等相互关联却又成一体C千斤顶能顶起汽车，这不是各组成部分能实现的D手柄上加塑料套、螺杆螺母加润滑油后，操作更方便,【答案】D【解析】根据构成系统的三个条件去判断：

多要素；相关联的整体；功能。

手柄上加塑料套是为了操作更舒适，是人机关系的设计；加润滑油，能够使系统要素之间配合得更好，操作更方便，但并不是构成系统的条件。

2、系统的基本特性（理解）1）整体性系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的，（21+1）2）相关性各要素间或整体与部分间的相互作用，相互联系3）目的性具有某种目的和功能4）动态性任何系统都处在运动变化和发展中5）环境适应性系统必须适应外部环的变化,整体性和相关性的区别,要素,整体,影响,要素,要素,影响,整体性,相关性,侧重整体,侧重要素,“一招不慎，全盘皆输”是我们日常生活中的常用语言，它们主要反映了系统基本特性中的（）A.整体性B.相关性C.环境适应性D.目的性,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,A,A,动态性和环境适应性的区别,动态性强调系统自身运动变化，系统本身是引起系统变化的主要原因。

环境适应性强调外部环境对系统的影响，系统为了适应环境变化而做出的改变。

“春捂秋冻”是北方天气变化，人们穿衣变化的一种写照，它能够体现系统的哪一种性质（）A整体性B.相关性C.目的性D.环境适应性,D,24.家用电饭锅由锅体子系统和加热子系统组成，锅体子系统的要素包括外壳、内锅、蒸架和锅盖。

加热子系统的要素包括电源、开关、发热盘、温控电路。

电饭锅使用过程中会发生温控电路元件老化、内锅锅底变形等现象，这些现象反映了系统的_（在整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性中选择一个填在空格处）,动态性,【例2】某四轮驱动越野车（如图所示），动力被分配到四个车轮上，减少车轮打滑及空转，使其能爬坡。

另外，还加强了底盘，增强了离地间距，车辆可以在起伏不平的道路上行驶，上述特点主要表现该越野汽车系统具有较好的（）A整体性B相关性C环境适应性D动态性,【解析】系统通过调整自己以更好地适应各种环境变化，这充分体现了该系统具有较好的环境适应性。

【答案】C,【例3】我国北斗卫星导航系统已进人运行阶段。

从系统的角度分析，下列说法中不正确的是（）A北斗导航系前仅覆盖亚太地区，体现了系统的环境适应性B主控站、注人站、监测站和空间卫星相互影响，体现了系统的相关性C主控站、注人站、监测站和空间卫星共同构成了导航系统，体现了系统的整体性D系统具有定位、导航、授时、短报文通信功能，体现了系统的目的性,【解析】本题考查系统的基本特性。

环境适应性是指系统对外界环境的适应能力。

北斗导航系统仅覆盖亚太地区，体现其只服务于亚太地区的系统的目的性，并没有体现环境适应性。

【答案】A,【变式训练】2.某自动调光系统，可以根据室内亮度变化进行自动调光，保证室内有一定的亮度。

以下对该系统分析，说法不正确的是（）A能根据室内亮度变化自动调光，体现系统的环境适应性强B检测亮度元件性能好坏，直接影响整个调光系统，体现系统的相关性C能根据室内亮度进行自动调光，体现系统的目的性D根据室内亮度进行动态自动调光，体现系统的动态性,【答案】A【解析】本题考查系统的特性。

关键是对环境适应性的理解，环境适应性是当系统外环境出现变化时，系统为了适应环境变化而使系统的变化。

根据室内亮度变化自动调光，这是体现系统的目的性，属于系统的内部变化，不属于环境适应性。

考点4系统分析的主要原则,在游戏系统分析的时候，我们要把球,纸篓,荧光圈,都联系起来，先从整体分析、再局部分析，这体现了系统分析（）原则？

系统分析的主要原则,整体性原则,在游戏分析时，我们还要用物理中所学的抛物线运动知识，来科学计算球落下来的高度，以及纸篓的位置，以保证球能落到纸篓中，这体现了系统分析（）原则？

科学性原则,系统分析一方面要有严格的工作步骤，另一方面应尽可能地运用科学方法和数学工具进行定量分析，使决策的过程和结构更具说服力。

在游戏时，我们都兼顾了既要将球投进又要快速投球的目标，而且综合了多位同学的多个方案，这体现了系统分析（）原则？

综合性原则,当系统存在若干个目标时，应将目标排除优先次序，首先选取最优先的目标，然后尽可能在不损害第一个目标的前提下完成下一个目标。

这就需要综合分析，统筹兼顾，不可顾此失彼，因小失大。

【例5】2009年6月27日上海市一幢在建13层楼房整体倒覆，调查组专家应用科学方法对水泥和钢筋等关键材料作了定量分析。

这体现了系统分析的（）A整体性原则B综合性原则C科学性原则D相关性原则,【解析】本题考查系统分析的主要原则这个考点。

专家是应用科学方法对水泥和钢筋等关键材料作出分析，即采用科学方法和数学工具进行定量分析，属于科学性原则。

【答案】C,【变式训练】4.某城市为了缓解城市的交通压力，最近安装了“绿波带系统”。

所谓“绿波带系统”就是城市交叉口信号系统，该系统能实现一条主干道中若干个连续交叉口交通信号间的协调控制。

目的是使行驶在主干道协调控制的交叉口的车辆，可以不遇红灯或者少遇红灯。

但要实现这样的功能，必须对车辆的行进速度及红绿灯时间等作定量分析与计算，这体现系统分（）A科学性原则B综合性原则C整体性原则D相关性原则,【答案】A【解析】运用系统分析的方法处理具体问题时要遵循整体性原则、科学性原则、综合性原则三个主要原则。

题目叙述进行系统分析时采用“定量分析”来调查事故的原因，这符合“运用科学方法和数学工具进行定量分析”，属于科学性原则。

考点3系统分析及系统分析一般步骤,（三）系统的分析1、系统分析的基本方法和一般步骤（应用）1）系统分析是一种科学决策的方法。

系统分析的显著特点是全面思考和解决问题。

借助于系统分析，可以正确地提出整体目标，恰当地选择方案，科学地确定行动的方略。

2）系统分析的一般步骤,【例4】明明准备制作一款带有照明功能的雨伞，从系统设计的角度出发，下列分析中不恰当的是（）A雨伞和手电筒是多功能雨伞的两个子系统B伞柄既可以作为手电筒的外壳又能收纳雨伞C利用伞面收集太阳能直接给灯泡供电D伞柄既是雨伞子系统的要素，又是手电筒子系统的要素,【解析】这主要是对使用的场合产生了一种误解。

如果采用伞面来收集太阳能，那说明肯定是白天，就无须使用灯泡照明，这里说的是直接灯泡供电是不妥，如利用蓄电瓶蓄电便为合理。

【答案】C,【变式训练】3.小刘通过系统分析，认为台式电风扇（如图）在正常运行时产生震动的原因有：

三个扇叶的扭角不一致；三扇叶的重心不在转轴延长线上；转轴弯曲；电机转速过慢台扇的重心不在底座的支撑面内。

你认为合理的原因是（）ABCD,【答案】C【解析】当电风扇转动时产生震动，主要由电风扇转动时受力不均匀引起的。

电机转速过慢不会产生震动，而台扇的重心不在底座的支撑面内，将致使台扇翻倒。

考点4简单系统设计方案,4、简单系统设计的实现,简单系统设计的步骤和方法:

1、设计要求：

系统要达到的目的和要求2、设计分析：

（1）系统分解若干个子系统

（2）运用系统的思想考虑要解决的主要因素3、设计方案：

4、试验和评价：

【例6】如图所示为停车收费系统示意图，该系统由入口控制子系统和出口控制子系统组成。

当入口处的地感检测到有车辆驶入，车位显示器会显示可以停靠的车位，入口控制器控制道闸开启。

当出口处的地感检测到有车辆驶出，出口控制器计算出停车费用并在费率显示器上显示，收费完成后道闸开启放车辆出行。

停车收费系统与公共交通控制系统联网，可以引导需要停车的车主到有车位的停车场停车。

（1）将上述停车收费系统用下面方框图表示，在方框中“_”处填写系统中的相应内容：

（2）如果该停车收费系统与公共交通控制系统联网，则这两个系统之间_是_的子系统（在“_”处填写相应的内容）。

【解析】系统是具有层次性的，每个系统下面有子系统，子系统下面又有子子系统，而每个系统又由属于自己系统内的要素组成，共同产生相应子系统的功能，很显然，出口控制子系统地感检测、出口控制器、费率显示器、后道闸控制等部分组成，实现计费与开启放行的功能。

如果该停车收费系统与公共交通控制系统联网，显然，停车收费系统属于公共交通控制系统的子系统。

【答案】

（1）出口控制子系统；费率显示器；后道闸控制；出口控制器。

（顺序不限）

（2）停车收费系统；公共交通控制系统,【变式训练】5.如图所示是家庭安全报警系统组成示意图，探测器探测到非安全信号后，主机控制声音报警器发出声音报警，并通过电信网络向主人设定的通讯工具发送报警信息。

（1）请根据示意图，完成系统的组成方框图,【答案】

（1）探测器主机声音报警器通讯工具

（2）环境适应性,

（2）报警系统的探测器能抗各种干扰，这反映该系统具有较好的_（从相关性；动态性；环境适应性中选择一个）,考点6系统优化的意义,【例7】如图所示是一款电动自行车充电设备，在设计中采用了以下优化措施，其中以安全为目标的是（）A投币自助充电B配备万能充电接口C采用防水设计D同时可供多辆电动自行车充电,【解析】本题考查系统优化。

电动自行车充电设备要考虑到漏电、盗窃等安全隐患，而防水的主要目的就是为了避免设备漏电。

【答案】C,【变式训练】6.某品牌饮水机企业为了提高产品的市场占有率，对自己的产品进行了全面分析，提出了以下改进措施：

采用欧洲古典风格，豪华高贵；创新易拆卸热胆设计，清洗方便；外置式底部加热技术，即饮即热；智能电磁炉加热技术，安全放心，防止儿童烫伤；超大液晶智能显屏，运行状态一目了然；采用封闭门设计，防虫隔尘，加倍安全；采用强效臭氧保鲜柜，健康又实用。

（1）以高效为目标的优化措施是：

_、_、_。

（2）以安全为目标的优化措施是：

_、_。

（3）以健康为目标的优化措施是：

_。

【答案】

（1）

（2）、（3）【解析】对系统的局部功能的优化需要相对应的合理的措施。

本题中无非是要对产品的各种人机关系做出合理的改进措施，以求个方面更加合理的人机关系目标的实现。

考点7影响系统优化的因素,【例8】舟山跨海大桥于2009年12月25日正式通车，大桥建成后，使舟山更紧密地融入长三角经济圈。

大桥设计要求最大能抗17级超强台风，最大通航等级为5万吨级，使用年限为100年。

在大桥施工时为了保证质量、缩短工期、降低成本，需要对工程进行优化。

下列属于影响系统优化的因素是（）A抗台风等级B最大通航等级C工程项目的管理水平D使用年限,【解析】题目中对工程进行优化，其优化目标是：

保证质量、缩短工期、降低成本。

A、B、D选项均是工程的目标，而非影响系统优化的因素，只有工程项目的管理水平提高，才有实现目标的可能。

【答案】C,【变式训练】7.某厂家一直生产家用电饭锅，今年年初，为了扩大生产，决定设计生产饭店、食堂用的大型非家用的电饭锅。

在设计制作时，考虑与原先不同的因素归纳如下：

内锅的大小发热盘的大小及功率额定电压保温温度保温时间合理的是（）ABCD,【答案】B【解析】本题考查系统优化因素。

系统优化的因素要突出整体、部分及关联。

把家用电饭锅优化成大型非家用的电饭锅，需要考虑的是与大型电饭锅相对应的要素。

如电锅的大小，发热盘的大小及功率，保温温度。

而额定电压一般不可能变化，保温时间并不是生产厂家考虑的，而是由用户决定的。

【例9】现代建筑系统在设计、施工中采取了许多优化措施。

下列优化措施中，不属于以节能为目标的是（）A安装LED节能灯具B安装自然通风管道C安装太阳能热水器D安装实时监控系统,【解析】安装实时监控系统只会消耗一定的能源，而安装LED节能灯具、安装自然通风管道、安装太阳能热水器等都可以节约一定的电能。

【答案】D,【变式训练】8.某楼梯灯采用的是日光灯，用手动的双控开关控制。

赵遥德同学对该楼梯灯控制系统进行优化，采用了以下的优化措施，你认为合理的是（）把手动的双控开关换成红外线延时开关，实现安全与舒适；把日光灯换成白炽灯，解决因频繁的开关控制缩短灯具寿命不足；把两只双控开关换成一只开关，节省设备的投入；原来的导线换成更大型号的铜导线，降低导线的能耗。

ABCD,【答案】C【解析】日光灯不适合作为楼梯灯使用，原因是楼梯灯往往会频繁地对灯进行控制，而频繁对日光灯进行控制，必然会降低日光灯的使用寿命；把手动的双控开关换成自动的红外线延时开关，能实现节能、安全与高效；把两只开关换成一只开关，楼梯灯的功能无法实现；如果单纯从节约导线的能耗而改变导线的型号，不合理。

【关关赢】【例1】如图所示的挖掘机是建筑、采矿等行业常用的机械设备，某挖掘机生产企业为了提高产品的竞争力，对挖掘机的动力系统、行走系统、挖掘系统、控制系统等进行了全面分析，应用计算机技术对关键零部件进行了分析和优化，从产品设计、加工工艺、生产管理等方面提出了以下改进措施；优化零部件的加工工艺，提高生产效率；改进行走系统，适应不同的作业环境；增加锤头、抓斗等配件，拓展使用功能；加强生产管理，提高零部件结构，节省材料，减轻重量；驾驶室安装空调，改善操作人员的工作环境。

请对生产厂家关系挖掘机的系统分析以及提出的改进措施进行分析，回答以下问题：

（1）生产厂家对挖掘机产品的分析体现了系统分析的原则、原则、原则；

（2）以降低生产成本为优化目标的改进措施是,【误解】

（1）整体性、相关性、目的性

（2）选择后，可能会再选、【误解原因】

（1）选错的原因是学生对系统的基本特性与系统分析应该遵循的原则混淆了，有时学生甚至把系统的特性、系统分析的原则、设计的一般原则、技术的性质及人机关系要实现的目标全部混淆起来。

（2）学生没有看清是以降低生产成本作为优化目标，以为是优化挖掘机的整机性能；有的学生不清楚哪些是可以降低生产成本的方案或方法。

【正确解析】本题主要考查的是学生的系统分析遵循的原则及系统的优化。

（1）系统分析遵循的原则就只有三项，即整体性、综合性与科学性，其中整体性指的是先整体后局部；综合性指的是要统筹兼顾；科学性原则指的是需要科学方法与科学计算。

（2）以降低生产成本作为优化目标，提高生产率是指在同样的时间里生产出更多的产品，当然能降低生产成本；改进行走系统，适应不同的作业环境，这说明挖掘机增加了环境适应性，并没有涉及到降低生产成本；增加抓斗等也是增加功能；加强生产管理，提高零部件结构，节省材料，减轻重量，这是节省材料成本及提高生产率，减少浪费，来降低成本；增加挖掘机的空调，虽然改善了工作人员的环境，但从费用上来说，还是增加的。

【正确答案】

（1）整体性、综合性、科学性

（2）,【例2】小黄设计了一个简单的凸轮传动系统（如图所示），电动机带动凸轮绕支点单向低速转动，能使滑杆带动负载上下运动。

请完成下列各题，在有“_”处填上相应的内容。

（1）传动机构在长期的运行过程中，滑杆底部与凸轮表面会产生磨损，为了解决该问题，小黄对滑杆底部的设计提出了以下四种改进方案，你认为磨损最少的是_。

（2）凸轮的形状对滑杆运动规律有直接影响，设计中需要运用科学方法和数学工具对凸轮的大小、形状进行定量分析与计算，这体现了系统分析的_原则。

【误解】

（1）A或C

（2）相关性【误解原因】

（1）学生没有读懂图，没有弄清里面的整个传动系统的工作过程。

（2）不清楚系统的三个原则。

【正确解析】本题考的是系统分析及系统优化考点。

凸轮传动系统是通过凸轮的转动，由于凸轮边沿到轴心的距离不同，因此，能够推动滑杆作往复运动。

但在做往复运动时，滑杆与凸轮边沿之间就产生滑动。

为了减小磨擦力，也为了减小相互之间的磨擦损耗，采用滑轮的形式是最合理的。

进行系统分析需要遵循三个原则：

整体性原则，综合性原则与科学性原则。

这三个原则与系统的五个性质是不同的，但学生容易混淆。

其中运用科学方法和数学工具进行定量分析与计算的，属于科学性原则。

【正确答案】

（1）D

（2）科学性,16.2008年初我国南方遭遇百年一遇的雪灾，由于高压输电线和铁塔上积了大量冰冻，部分强度不大的铁塔被压垮，从而导致大批铁塔相继倒塌，造成大面积停电。

从系统的角度理解，下列说法中不恰当的是（）A.部分铁塔的倒塌影响了输电系统的整体功能B.该输电系统的相关性是造成这种损失的原因之一C.该输电系统的目的性不明确D.该输电系统的环境适应性不好,C,17.一种高档轿车的底盘能根据道路的情况自动升降，当行驶在平坦的公路上时，能够降到最低，以降低重心，提高高速行驶时的稳定性，当行驶到路况较差的路面时，底盘能自动升高，以保证汽车底盘不与路面碰撞。

这种特性表明该轿车具有良好的（）A、整体性B、相关性C、环境适应性D、动态性,B,

（1）光伏发电装置风力发电装置逆变器交流电灯（和答案可互换）

（2）B,24.某中学新能源兴趣小组设计了一个新能源实验系统（如图所示），系统由光伏发电装置、风力发电装置、逆变器（将直流电转换成交流电）、交流电灯组成。

（1）将上述系统用下面方框图表示，在方框中“”处填写系统中的相应内容：

（2）兴趣小组同学发现该系统不能存储电能，他们购买了蓄电池组（直流电源），并设计了以下两种蓄电池组接入方案，其中正确的方案是（填写A或B）。

24.小王同学见到一位老人骑着自行车在小路上行使（如图所示）。

为了优化该自行车系统，小王想出了一下措施：

提高鞍座的弹性；调整鞍座的高度；在车架上增加减震装置；调节轮胎充气量到适中；提高刹车的可靠性；将车架上的斜杠改为横杠；将简易链条罩改为封闭式；在自行车后部装一个车篓；跳高车把的高度。

请分析上述九项措施，在下列“”处填写符合要求的措施的序号。

（1）能增加自行车系统功能的时；

（2）能提高安全性能的是、；（3）能减轻颠簸的是、。

（1）

（2）、（3）、,17.沪杭高速即将建成，高铁建设中采取了许多优化措施，下列优化措施中以安全为目标的是（）A、采用宽敞、明亮、绿色环保的车箱；B、全路段封闭，全程监控；C、缩短发车时间时隔，增大载客流量；D、车箱内实时显示列车运行速度；,B,电子控制系统的设计及其应用,考试要求,选修电子控制技术,考点一开环电子控制系统的设计和应用,电子技术,控制手段,D,C,【答案】

（1）喇叭音频信号,B,B,考点二闭环电子控制系统的设计和应用,A,B,B,