《通用技术技术与设计2》问题及部分习题参考答案Word格式.docx
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这里侧重分析简易桥梁桥面的静态受力。
12.教材第6页“马上行动”
吊兰的支撑架承受吊兰的拉力；
桥墩承受来自桥面、桥上负载的压力，两端被托住的梁受到支撑力等。
13．教材第7页“探究”
图中，石磨的推杆中间用绳子吊起来，一是保持人在推磨时推杆始终在平行于地面的平面上运动，改变了人推磨时的用力方向，只需前推与后拉，使推磨更轻松；
二是防止推杆弯曲变形，可以承载一些推杆的重力。
14.教材第7页“小试验”
试验3：
纸张弯曲跨度小，抗压能力大。
建造拱桥时，需要考虑拱桥的跨度和弯曲程度，跨度越小抗压能力越大，但是桥面的倾斜度也越大，不利于通行。
由于材料本身的强度不同，瓦楞状纸的抗压能力更大。
本试验比较直观地让人感受不同形状的纸张能承受不同大小的力，但不属于严格意义上的而比较试验。
因为三种纸板跨度不同，形状也不同，在这种情况下是不能进行比较的，而比较试验的一个前提是“改变一个变量，其他条件不变”，这样才能得出“变量”是否在起作用的结论，而且在纸板变形的过程中，它的内力也在变化（有预应力的产生），这也是一种条件的改变。
15.教材第7页“3结构的类型”
《中国大百科全书》（中国大百科全书出版社,2002年4月第1版）认为：
“从几何角度进行分类，结构可分为杆和薄壁杆结构、板壳结构、实体结构等三类。
”本书中的框架结构即指这里的“杆系结构”，基于框架结构的提法比较通俗易懂，因此采用此说法。
本书中的壳体结构同板壳结构。
要求学生能指出这三种结构的不同应用场合，能对生活中常见的简单结构的实例进行归类。
16．教材第9页“小试验”
本试验是对壳体结构能承受较大压力的有力证明。
当石板的重力通过木板、瓶盖传递到鸡蛋上时，被均匀地分散到了蛋壳的表面上，这正是壳体结构能承受更大的压力的原因。
教师也可以根据本试验的原理，引导学生设计类似的其他试验，得出相同的结论。
17.教材第9页“思考”
壳体结构具有十分良好的承载性能，能以很小的厚度承受相当大的荷载。
外力作用于壳体结构时，外力分布在整个表面，并利用壳体结构几何形状（曲面）的合理性，以材料直接受压来代替弯曲内力，大大减小了弯矩，从而充分发挥材料的潜力。
当石板的重力通过木板、瓶盖传递到鸡蛋上时，被均匀地分散到了蛋壳的表面上，所以鸡蛋可以承受较大的压力。
乌龟的外壳属于壳体结构，它能承受较大的压力，保护身体不受损害。
18.教材第9页“案例分析”
生活中，许多物体的结构是很复杂的。
为了分析问题的方便，往往忽略一些不重要的细节，抓住主要因素，分析其基本的受力情况。
本案例中提到的建筑物结构、自行车结构都是如此。
教师还可以列举其他物体的结构对此加以说明。
19.教材第10页“马上行动”
栅栏——框架结构；
圆形陶瓷装饰品——壳体结构；
冰山——实体结构；
高层建筑的弯
顶——壳体结构；
钢化玻璃锅盖——壳体结构；
竹排——框架结构；
汽车外壳——壳体结构；
人的头盖骨——壳体结构；
古罗马斗兽场——组合结构。
20.教材第10页“练习”
第1题实体结构：
砖石、泥墙、大坝、桥墩等。
框架结构;
A字梯、鸟巢、输电塔等。
壳体结构：
安全帽、气罐、油罐等。
多结构组合：
自行车、木椅子、水箱浮子等。
第2题本题是动手做的题目，既可以在学完本部分内容后做，也可以放在教学的过程中，让学生结合自己所做的模型学习和分析三种结构的受力特点。
结构的受力特点只能笼统地表达，因为如框架结构由于连接方式不同可能受力也会不同。
第3题当出现交通意外时，摩托车手头盔的某一部位受到一个大的撞击力，由于头盔是壳体结构，在受撞击时外力沿壳体分布出去，使得所受力迅速分布到头盔表面，形成整个头盔表面均匀受力。
这是对外力的第一次减弱，起到了保护摩托车手安全的作用。
头盔内部还有一柔性减震结构，它可以减弱头盔壳体上的力向人脑壳的传递，这样就起了保护摩托车手安全的作用。
汽车的安全气囊是现代汽车上的高技术装置。
当汽车前端发生强烈的碰撞时，安全气囊就会瞬间从汽车方向盘内弹出来，垫在方向盘与驾驶人之间，防止驾驶人的头部和胸部撞击到方向盘或仪表板等硬物上。
除了驾驶人前的方向盘有安全气囊外，有些汽车的前排也安装了乘客用的安全气囊，另外有些汽车还在座位侧面靠门一侧安装了侧面安全气囊。
第二节稳固结构的探析
1．本节重要概念：
稳定性、强度。
2.教材第11页“马上行动”
3.教材第12页“案例分析”
结构的底座越大，结构越稳定。
但是在我国四川广汉三星堆出土的器具有许多都是尖底的。
怎么摆放才能稳定呢？
一种解释是，当时那里的土地比较松软，器具可以直接插到土里，这样虽然器具是尖底的，但它与土所形成的支撑面还是比较大的。
这种看似不合理的结构，实际上恰恰反映了我国古代劳动人民的聪明智慧。
4．家中的电冰箱，4只支撑脚中有一只是可调节高低的，与照相机的支撑架是同样道理。
5.教材第12页“马上行动”
A字形梯载人时能稳定的原因，主要可从梯子的形状、梯子的重心两方面分析。
A字形梯的两边支脚分别与地面形成较大的支撑面，中间由横梁固定，当人站上梯子时，人和梯子重心的垂线落在四个支撑脚形成的底面范围内。
因为支撑面大，人稍有倾斜，重心的垂线仍在支撑面内，所以结构是稳定的。
如果没有梯子中间的横梁，梯子的支撑脚与地面的位置不能固定，梯子的支撑脚与地面的摩擦力不够大时，由于两梯脚是用铰链连接的，当人站上梯子时，两梯脚会向外滑动，A字形结构被破坏，失去平衡，梯上的人会跌落下来。
6.教材第13页“案例分析”应注意，自行车的支撑架与地面的夹角不能过小，否则自行车的自身重力集中在支撑架上，同样容易失去平衡。
7.教材第13页“马上行动”电动自行车或摩托车的支撑点与地面仍然构成三角形，一般情况下，后轮着地，前轮不受力，重心落在两支撑点与后轮与地面的接触点构成的三角形中，此时结构仍是稳定的。
8.教材第14页“探究1”意在说明运动状态中与静止状态中自行车的稳定条件不同。
一
个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。
我们骑自行车其实也是利用了这个原理。
轮子转得越快越不容易倒，因为车轴有一股保持水平的力量。
另外，人在反复练习后，掌握了随时平衡车体平稳的能力也是一个比较重要的原因。
运动的自行车可保持平衡，其原因是比较复杂的，不能单纯地用静力学的知识来解释，它跟转动中的角动量有关，学生的知识储备不够，所以不需要从理论上向学生解释。
教师可通过旋转的陀螺、鸡蛋能直立来演示被广泛使用的“陀螺现象”，并说明在运动结构中，如运动的自行车不倒的原因如同“陀螺现象”。
9.教材第14页“思考”材料也是影响结构稳定性的因素。
例如，汽车的车体采用壳体结构和薄钢板材制造，是因为壳体结构表面能分散所受的力，薄钢板材使车体质量较小。
现在的中、低档轿车基本上是一体式、承载式车体，车体有横梁。
车体是框架和壳体结构的结合。
壳体结构表面能分散所受的力，在同样的安全性下，与单纯的框架结构相比，可以使用更薄的钢板材，使车体质量较小，重心下移。
10.教材第14页“探究2”以左图中的茶几为例，茶几面可以转动，转动位置不合适时它的重心会偏向一侧，如果在茶几面的另一侧放置较重的物体，就可能使茶几失去平衡，所以使用时要保证茶几面中心与茶几脚中心处在同一垂直线上。
右图中的茶几，一侧安装了一组抽屉，如果在抽屉内放置过重的物品会造成重心偏向一侧，就可能使茶几失去平衡，所以抽屉内不能放置过重的物品。
左图中的茶几是设计师艾林·
格雷于1925年设计的。
最初，它被设计为床头柜，圈形支架可以伸进床底下，以方便使用，同时高度也可以调整。
右图中的茶几是设计师卡罗尔·
莫里诺于1949年设计的，这是他最富有想象力的生态造型的设计之一。
它象征着一种原始生物，其流畅的波状起伏线和不对称的空洞可以全方位地引起人们的注意力。
11.教材第14页“马上行动”偏心轮等质量不均匀的旋转件，在高速运转时不稳定，引起很大的跳动。
人们利用这个原理制作振动器。
12．教材第15页“小试验”的“试验一”中，只有把铁环增加在某一侧，使重心不落在支撑面内，才可能倾倒。
本试验也可以使用其他物品替代不倒翁，只要能比较明显地看出重心改变稳定性也随之改变的关系就可以。
“试验二”中，随着屏风旋转角度的增大，屏风稳定性由差转好，再由好转差。
13.教材第17页“马上行动”本表由学生依据生活经验填写。
竹竿比脆性塑料杆能挂更
多的重物而不会断裂，是因为不同材料、不同结构的抗拉性能不同。
中间有焊接缝的钢管受到撞击时容易损坏，因为连接点容易断裂。
14.教材第18页结构的形状对强度的影响有两点，一是结构的外部形状，二是结构的构
件截面形状。
对这两点需要分别考虑，注意不要把它们混为一谈。
结构的外形相同，构件的截面不一样，其强度不一样，如上面提到的A字形梯的构件。
15.教材第18页“小试验”
试验中应注意：
（1）不同截面的纸筒悬挂的重物的位置应一致，也就是悬臂的长度应相同，这样才有可比性。
（2）在粘贴纸筒时，要尽可能使它们的截面周长相同，不要卷折成若干层。
如果用截面为凹槽形状的杆件做悬臂，从下图可以看出，凹槽的朝向不同，所能承受的拉力也是不同的。
这一结论最好由学生自己得出。
由于纸筒的一端很难用重物压住，分量轻压不住，如果分量重，则重物压纸筒处产生变形，产生应力集中，试验也将失败，所以这个试验建议用两端架在两个凳子之间的纸筒来做。
槽钢的试验也是这个道理。
对于试验中出现的与理论不符的情况，教师应指导学生学会分析原因，找出影响试验结果的因素。
16.教材第19页“马上行动”
（1）用胶水加固连接部位，在不影响功能的前提下，对角线方向增加木条，如下图所示。
（2）依次是：
刚连接、铰连接、刚连接。
（3）第一种是榫接，强度较大，结构最稳定。
第二种是用钉子连接，当上端受压力时，连接处（钉子）要承受剪切力，容易造成连接处断裂，所以强度最小。
第三种也是用钉子连接，但当上端受压力时，连接处所承受的是压力，同时因为没有榫接打孔影响结构，所以强度最大。
17.教材第20页“探究”
（1）一是增加瓶子的强度，受力不容易变形；
二是增大手与瓶子之间的摩擦阻力，容易握住。
（2）本题可由学生自行观察后得出结论。
（3）分体式空调器的室外机由于自身的重力比较大，在户外的固定一般采用铁架支撑的方式。
若采用壁挂方式，打人墙体的膨胀螺钉的强度和墙体的强度都不足以承受室外机的重力，最后将出现断裂以至于脱落。
18.教材第21页“3结构与功能”引导学生进行结构与功能的讨论是有意义的。
在学习了结构本身的内容后，回到人对结构的需求层面讨论其功能，为下一节的结构设计学习作进一步的铺垫。
19.教材第21页“案例分析1”本案例所选两个实例的精当之处在于巧妙地利用了结构
本身的特点或只稍作改进，就实现了功能的扩展。
可以引导学生收集此类生活中常见的物品，并思考能够扩展其功能的核心改进是什么。
例如，在家具市场可以看到各种可展开作床用的沙发，它们的结构设计有何特色？
通过这些实物的分析，引导学生思考并总结结构与功能之间的关系。
21．教材第23页“探究”
（1）本题从如何在冰上行走不打滑方面思考。
如图所示为哈尔滨的公园里的冰上自行车，
其特点是在前转向轴的一端处装有一只前冰刀，在后轴的两端对称地刚性连接两个倾斜的盘状冰刀，从而形成一种三点支撑的、可在冰面上前进、倒退、前后滑行及刹车的冰上自行车。
由于地区差异，有些地区的学生对冰不一定很熟悉，因此教师也可根据当地情况，让学生探究“水上自行车”、“水陆两栖自行车”或“无链条自行车”等如何实现。
（2）本题从上坡如何省力方面思考。
可观察市场上山地车的链轮的传动方式。
教师要引导学生去思考，去探究，而不是直接给答案。
22.教材第23页“练习”
第1题当篮球架的重心落在支撑面积之外时，篮球架会发生倾倒。
如图中的篮球架，假设AC=CB,由于球架篮板的重力，使得整个架子的重心落在CB以外，则篮球架是不稳定的。
为了使篮球架稳定，一般都采取在地面BC处加重物或固定的措施。
第2题屏风的结构一般是框架结构，多采用木、纸、布、塑料等材料。
第3题在制作壁挂式书架时，一是要考虑用什么方式把书架固定在墙上，以满足一定的强度要求；
二是采用的材料自身重力（第1题）不能太大，同时应能承受一定数量书的重力。
第4题本题应放开让学生自己分析。
第三节简单结构的设计
结构设计。
2.结构设计的目标一般都得到设计者的重视，而设计的规划和要求却往往被忽视，这是造成很多设计事故的原因。
3.无论做哪一类结构设计，都需要首先了解国家、行业对此有哪些规划和要求。
这是设计者在进行结构设计时必须重视的问题。
4.教材第25页“马上行动”
生活中：
《住宅建筑设计规范》、《民用建筑隔声设计规范》、《住宅居室容积卫生标准》、《中小学校建筑设计规范》、《室外给水设计规范》、《室外排水设计规范》等。
工农业生产中：
《建筑设计防火规范》、《钢结构设计规范万、《砖石结构设计规范》、《木结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》等。
5.教材第25页“结构设计应考虑的主要因素”可结合生活中的结构事例，如住宅窗户防盗网的设计、秋千等游乐设施的设计、家庭院外栅栏的设计等，不同的设计所要重点考虑的因素是什么。
6.教材第26页“马上行动”可提示一种方案，广告牌采用类似百叶窗形式或打许多小孔，使得风能顺利通过，当然还要考虑到是否影响广告效果、整体视觉效果等。
7．教材第26页“讨论”在结构设计中还有一些需要考虑的因素，如材料、民俗文化、地域特点等，还可以引导学生思考是否还有其他需要考虑的因素。
8.教材第26页“案例分析”教师可提供一些相片架实物或图片给学生欣赏和分析，也可让学生自带相片架，分析实际生活中的相片架结构的特点。
9.在实际生活中，人们选择相片架时不仅考虑造型、材料、稳定性等因素，还考虑相片架的颜色、造型与房间的整体是否协调，相片架的摆放方式与房间的空间关系等。
例如，房间内的桌子比较小，而房间的墙上有大面积的空白，此时就可能会选择悬挂式的相片架，而不会选择用支架式的相片架。
10.教师在教学时，应引导学生用人文的眼光看待设计，设计是为了满足人们的需要的，设计是与实际生活情景相联系的。
11.在制作相片架的过程中，教师应对学生进行恰当的指导，并提醒学生注意安全。
12.教材第29页“马上行动”可指导学生运用《技术与设计1》中掌握的技能对方案进行评价、优化和总结，根据发现的问题，从解决问题的角度去构思新的方案，列出要点。
13.教材第29页“探究”可以让学生上网找到木板夹心墙的图片，再通过图片分析其结
构，运用学过的知识研究其抗震的原因。
14.教材第29页“练习”
练习中的3道题不一定都做，学生可以根据自己的兴趣和爱好选做一道或两道。
可以采取以小组为单位的形式进行分工合作，引导学生打开思路，形成多种设计方案，在多方案中进行选择。
第四节经典结构的欣赏
1.教材只从技术角度和文化角度进行了评价元素的列举，想出更多的评价角度和评价元素。
2.教材第31页“思考”
“敞肩拱”可以加速排洪，减轻桥身自重，节省石料。
“敞肩拱”是功能与结构形式的完美结合，也是富有创造性的表现。
同在赵县的永通桥也是一座单孔敞肩弧形坦拱石桥，全长32m，宽6．3m，主拱也采取纵向并列砌筑法，由21道纵向并列的拱券石砌成，跨度26m,拱矢约5.2m,桥面跨度很小，近于水平，极其便于车辆通行。
在桥的拱肩上大拱上同样伏设四个小拱，小拱与大拱幅度之比大于安济桥，这是匠师因地制宜的创造性运用。
3.可以参观附近的古代建筑，近距离地观察飞檐、斗拱等构件的精巧设计，品味其历史文化内涵。
4.斗拱也是中国木构架建筑特有的结构构件，由方形的斗、升和矩形的拱、斜的昂组成。
在结构上挑出承重，并将屋顶的大面积荷载经斗拱传递到柱上。
它有一定的装饰作用，又是屋顶和屋身上的过渡。
此外，它还是封建社会中森严的等级制度的象征和重要的建筑尺度衡量标准。
5.斗拱一般使用在高级的官式建筑中，称为大式建筑。
大体可分为外檐斗拱和内檐斗拱，
外檐斗拱中“斗”是最下面的构件，斗口的大小决定着整个建筑的尺寸；
“拱”指“斗”上的短横木；
“昂”是斗拱中斜置的构件，室外为下昂，室内为上昂。
因为斗拱的重要性，历代建筑对它十分重视，使它成为判断建筑时代的重要标志之一。
6．教材第32页“探究”
中国古建筑以木材、砖瓦为主要建筑材料，以木构架结构为主要结构方式，此结构方式由立柱、横梁、顺檩等主要构件建造而成，各个构件之间的连接点以榫卯相吻合，构成富有弹性的框架。
木构架结构有很多优点。
首先，承重与围护结构分工明确，屋顶重力由木构架来承担，外墙起遮挡阳光、隔热防寒的作用，内墙起分割室内空间的作用。
由于墙壁不承重，这种结构赋予建筑物以极大的灵活性。
其次，有利于防震、抗震。
木构架结构很类似今天的框架结构，由于木材具有的特性，且构架的结构所用斗拱和榫卯又都有若干伸缩余地，因此在一定限度内可减少由地震对这种构架所引起的危害。
“墙倒屋不塌”形象地表达了这种结构的特点。
7.阿纳·
雅格布森被认为是20世纪丹麦最有成就的建筑师、室内设计师、家具设计师和手工艺品设计师，也是仅有的几个将自己的名字镌刻在建筑与设计这两个领域历史里的设计师。
他的作品不仅是博物馆中的经典藏品，还有一些更成为丹麦人日常生活中不可缺少的一部分，如一只杯子或者一盏壁灯。
他的作品具有适合的尺度、细节和意念。
他还为自己的大部分建筑作品设计家具和配件。
对作品，他注重细节和材料的选用，传统与实用的结合。
8.教材第33页“练习”可通过查阅资料，选做一道。
例如盖里椅-评价
功能：
在使用功能上，盖里椅具有其他椅子相同的功效，唯一的缺点是没有扶手，而且椅子面过于平直，坐久了人会觉得不舒服。
结构设计：
盖里椅结构上简洁大方,线条明快,有流动感。
占地面积小，却十分平稳。
但椅子的旋转性差，不能随意转动使得它灵活性也差。
制造技术：
盖里椅要达到整体统一的完美线条和弯曲效果，还要考虑到重心的位置高低和椅子承受能力的大小，对制造来说，是一次挑战。
审美：
盖里椅的结构传达出一种盘旋上升、奋发向上的精神，具有雕塑般的美感和强烈的时代气息，形成了优雅的浪漫主义设计风格。
9.“本单元小结”可以让学生自己设定思路进行总结，如采用表格式、图示式、图文并茂式等。
10.教材第34页“综合实践”
第1题
第2题建议作为学生课外作业，与综合实践活动、研究性学习等形式结合起来做。
第3题根据题中设计要求，制定设计方案，绘制设计草图，并选择材料制作一个多功能手拉车。
第二单元流程与设计
第一节生活与生产中的流程
1．本节重要概念：
时序、环节、流程。
2.教材第38页，自行车前轮装圈上轴的过程图是自行车前轮装圈上轴的示意图，在实际工厂生产中，很多步骤都是采用自动化生产完成的。
3.教材设置的“马上行动”、“小试验”和“思考”等栏目都是帮助学生对时序不可颠倒的理解。
另外如在化学中学过的浓硫酸的稀释过程。
4.教材第39页“马上行动”
青霉素注射前，先皮试；
理由：
排除青霉素过敏。
骑上自行车前，先收支架；
安全。
用钻床钻孔时，要先用样冲定位；
精确。
5.教材第39页“小试验”这个试验主要让你体会正确的流程可以提高效率。
本试验很容易在课堂上实现。
从试验中学生会发现，零件的安装顺序不同，结果就会不同，有的人可能不能安装成功，通过多次试验，形成对时序的切身的感受。
有条件的学校，可将本试验的载体改为技术含量更高的内容，如电风扇的拆装、电脑桌的拆装等。
试验过程中，要注意安全问题。
6．教材第40页“思考”
在明确故障之后，维修时，存在人与电源接触的可能，如果未切断电源，可能发生触电事故。
电工把切断电源并挂上“正在维修，请勿接通电源”的警示牌这个环节作为任何维修的第一步，即使在某些情况下不一定必要，但养成了这种习惯可以在任何情况下确保安全，防止发生意外，又不会影响维修。
例如，在更换保险丝这样简单的工作中，
7．教材第40页“马上行动”
（1）报名向班主任报到；
（2）注册凭录取通知书向学校注册；
（3）缴费学校收缴学杂费，并开发票给学生；
（4）领书领取课本、作业本等学习用品；
（5）领取物品住校生领取生活、学习物品，安置寝室。
8.环节的划分具有相对性，但也有一定的规律。
这是一个难点。
9.教材第41页“马上行动1”
（1）这个案例要说明的问题是，时序不仅有前后顺序，还有间隔时间长短的问题。
（2）举例如水稻种植过程（选种→耕地→育秧→插秧→田间管理→收割），家庭自制香肠过程（把精肉剔掉脂肪和韧带切成2cm左右的菱形肉丁2500g→其余剔下来的精肉、肥膘和圆葱一起绞碎→混和后加入水500g，抓拌打匀→把所有配料和1500g水和匀，倒入肉馅中抓拌成糊状，腌制4h→将塑料肠衣→端套入灌肠机（或大漏斗）灌制→灌制要饱满，有气泡的地方用针放气，每根长20cm，两头打扣→凉水下锅，开锅后小火煮制20min即熟）等。
旅游：
安排旅游行程时，不仅要安排路线，而且要安排在每一个景点逗留的时间。
10.举例子时，要联系当地实际，如水稻种植过程、家庭自制香肠过程等都有着相对严格的流程要求。
11．教材第41页“马上行动2”
明确时间安排→规划目的地→联系旅游团→随团旅游→返回。
工程师画图：
构思→布图→画底稿→反复修改、审核→写图纸说明→描图。
果农嫁接：
切削被接果树嫁接位→剪切削优质果树种枝或
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