3、结构的类型
根据物体的结构形态,通常将结构分为实体结构、框架结构和壳体结构三种基本类型。此外,根据需要还可以有其他分类方法。
实体结构
实体结构通常是指结构体本身是实心的结构。它的受力特点是,外力分布在整个体积中,如实心墙、大坝等。
框架结构
框架结构通常是指结构体由细长的构件组成的结构。其特点是,支撑空间而不充满空间,如铁架塔、建筑用脚手架、厂房的框架等。
壳体结构
壳体结构通常是指层状的结构。它的受力特点是,外力作用在结构体的表面上,如摩托车手的头盔、飞机的外壳、贝壳等。
小试验
试验目的:了解壳体结构的受力情况。
试验准备:大小相同的生鸡蛋3只,合适的瓶盖6只,木板1块,砖头或石板若干。
试验过程:将3只瓶盖以三角形状摆放在桌面上,将鸡蛋分别立于瓶盖上,再在鸡蛋上盖上另外3只瓶盖。取一木板放在上面,轻轻将砖头或石板压在木板上(砖头或石板应放在鸡蛋所组成的三角形的中部)。
试验记录:记录鸡蛋所能承受的砖头或石板的块数。
思考
1、为什么鸡蛋能够承受如此大的压力?
2、观察乌龟背壳的结构,想一想这种结构会给乌龟带来什么样的好处?
在生产和生活实际中,很多物体的结构是由两种或两种以上的基本结构类型组合而成的。如埃菲尔铁塔,它的塔腿由石砌礅座组成,塔身由钢铁部件的框架组成。
案例分析
物体的结构类型
大多数现代建筑物是由若干种基本结构类型组合而成的,往往整体是框架结构,地基、柱等是实体结构,有的是建筑的屋顶则是壳体结构。(见圣彼得大教堂、埃菲尔铁塔。)
自行车也是由若干基本结构类型组合而成的。其中,承重部分是框架结构,挡泥板是壳体结构,脚踏与链轮之间是传动结构(属于机械结构)等。
马上行动
指出表中所列物体的结构类型,在对应栏下打“√”,并写出受力特点。
物体结构 |
实体结构 |
框架结构 |
壳体结构 |
组合结构 |
受力特点 |
栅 栏 |
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圆形陶瓷装饰品 |
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冰 山 |
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高层建筑的穹顶 |
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钢化玻璃锅盖 |
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竹 排 |
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汽车外壳 |
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人的头盖骨 |
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古罗马斗兽场 |
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练习
1、生活中,有哪些物体的结构分别属于实体结构、框架结构和壳体结构?有哪些物体的结构是由多种结构组合而成的?
2、利用我们身边的材料,如秸秆、火柴棍、橡皮泥、蛋壳等,制作实体结构、框架结构和壳体结构模型,并简述这些结构的受力特点。
3、请分析,当出现交通事故时,摩托车手的头盔是如何避免外力对头骨的撞击的?汽车的安全气囊又是如何保护驾驶员的?
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