2024新苏教版（2019）《高中通用技术》必修第二册《技术与设计2》PPT课件（4）份（全册打包）.rar

1、任务一 感知丰富的结构结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。结构方面存在的一个小缺陷就可能导致重大事故的发生，因此,合理的结构是事物存在的基础,卓越的结构是设计者和制造者共同的追求。2024/1/252任务二 认识结构与力2024/1/2532024/1/254任务二 认识结构与力2024/1/2552024/1/256任务三 辨析结构的类型2024/1/257p3.结构类型 从形态方面考虑，通常将结构分为实体结构、框架结构和壳体结构等基本类型。任务一 探究结构稳定性p1.结构的稳定性（1）.结构的稳定性 结构的稳定性是指结构在外力的作用下维持其原有平衡状态的能力。（2）.影响结构稳

2、定性的主要因素 影响结构稳定性的因素主要有：重心位置的高低、支撑面大小、结构的形状。2024/1/258任务一 探究结构稳定性p一、重心位置的高低重心越低，稳定性越好；重心越高，稳定性越差。2024/1/259任务一 探究结构稳定性结构构与地面接触所形成的支撑面的大小，支撑面越大越稳定，越小越不稳定。2024/1/2510任务一 探究结构稳定性结构的形状不同，其稳定性也不同。2024/1/2511任务一 探究结构稳定性2024/1/2512结构重心所在点的垂线落在支撑面范围内，则结构处于稳定状态任务二 探析结构强度p2.结构与强度。l结构的强度。结构的强度。结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破

3、坏的能力。l影响结构强度的主要因素：影响结构强度的主要因素：（1）结构的形状；（2）结构的材料；（3）构件之间的连接方式。2024/1/2513任务二 探析结构强度p影响结构强度的主要因素：（1）结构的形状。p结构对强度的影响有两点：a.外部形状；b.构件的横截面积2024/1/2514任务二 探析结构强度影响结构强度的主要因素：（2）使用的材料。2024/1/2515任务二 探析结构强度影响结构强度的主要因素：（3）构件的连接方式。通常有两种：铰连接和刚连接2024/1/2516小结2024/1/2517一.结构与力 拉力、压力、剪切力、扭转力、弯曲力。二.结构的类型 实体结构、框架结构和壳

4、体结构等三.结构稳定性重心位置的高低。结构与地面接触所形成的支撑面大小。结构的形状。四.结构的强度结构的形状。a.外部形状；b.构件的横截面积使用的材料。构件之间的连接方式。铰连接和刚连接练习2024/1/25182024/1/251一、系统及其特性p1.什么是系统 由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体，称为系统。2024/1/253一、系统及其特性p构成系统的三个条件l(1)至少要有两个或两个以上的要素(部分)才能组成系统。l(2)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。l(3)整体的功能是局部所没有的。2024/1/25

5、4一、系统及其特性p对于较大型的系统和比较复杂的系统，根据一定的标准可划分为若干子系统。子系统：相对大系统而言，是大系统中相对独立且具有一定功能的组成部分。如地球生态系统：海洋生态子系统、森林生态子系统、陆地生态子系统等。2024/1/255学考真题例.如图所示，是一个可以测土壤湿度的自动浇水装置，下列不属于判定此装置为系统依据的是（）A.该装置由喷水口、湿度探头等多个部分组成B.该装置各组成部分之间相互联系、相互作用C.该装置的整体功能是各部分在孤立状态下所没有的D.该装置不可划分为若干个子系统2024/1/256一、系统及其特性p2.系统的类型（1）自然系统和人造系统。自然系统是自然形成的

6、系统，人造系统是人工加工而成的系统（例：生态系统属于自然系统；飞船、房屋等属于人造系统）。（2）实体系统和抽象系统。实体系统是实物形态的系统，抽象系统是非实物形态的系统（例：生物系统、机械系统属于实体系统；哲学系统属于抽象系统）2024/1/257自然人造实体抽象学考真题16.2019年3月，十三届全国人大一次会议表决通过了关于国务院机构改革方案的决定，批准设立中华人民共和国文化和旅游部。如果把文化和旅游部看成一个系统，它应属于（）A.人造抽象系统 B.人造实体系统 C.自然实体系统 D.自然抽象系统2024/1/258一、系统及其特性p3.系统的基本特性p（1）整体性（整体性主要反映要素对整

7、体的影响，最终落脚在整体功能的实现上）l系统是一个整体，它不是各个要素(部分)的简单相加，系统的整体功能是各要素(部分)在孤立状态下所没有的。l系统中某个要素发生变化或出现故障，都会影响其他要素或整体功能的发挥。l系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和。2024/1/259一、系统及其特性p3.系统的基本特性p（2）相关性（主要反映要素对要素的影响，最终落脚在某一要素的表现上）l组成系统的各要素之间或系统整体部分之间是相互联系、相互作用、相互依赖、相互影响的，是彼此相关的。2024/1/25102024/1/2511一、系统及其特性p(3)目的性：任何系统都具有某种目的，都要实现一定的功

8、能，这是区别不同系统的主要标志。p(4)动态性：物质都是不断变化的，因此系统是一个动态的系统，处在运动变化和发展之中。（常见关键词：一段时间后，零件老化，两家磨损）p(5)环境适应性：系统都存在于一定的环境中，并不断的与外界环境进行物质的、能量的和信息的交换，系统必须适应外部环境的变化。2024/1/2512【例2】(201510月浙江选考)如图所示是智能家居示意图。通过网络将智能家电、中央空调和安全监控等与计算机连接，构建了高效的住宅设施与家庭事务管理系统，提升了家居的安全性、便利性和舒适性。下列关于该系统的说法中错误的是()A.网络故障会影响该系统对各子系统的管理，体现了系统的整体性B.该

9、系统能随时了解和处理家中发生的状况，体现了系统的相关性C.该系统能抵抗外界干扰信号的影响，体现了系统的环境适应性D.该系统提升了家居的安全性、便利性和舒适性，体现了系统的目的性2024/1/2513练习1.一款名为“阳光满罐”的罐子如图所示，它在阳光照射下即可充电，天黑会自动发光。使用一段时间后，罐子发光的时间变短了，该现象体现了系统的 ()A环境适应性 B整体性C动态性 D目的性2024/1/2514二、系统分析p一.系统分析机器一般步骤p1.什么是系统分析？.系统分析是一种科学的决策方法。为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较、试验，并在此基础上

10、拟订一套有效的处理步骤和程序，或对原有的系统提出改进方案的过程，就是系统分析。系统分析的出发点是为了发挥系统整体功能，目的是寻求解决问题的最佳决策，而生产和生活中的一些问题。2024/1/2515二、系统分析p2.系统分析的一般步骤2024/1/2516明确问题，设立目标收集资料，制定方案分析计算，评价比较检查核实，作出决策二、系统分析p3.系统分析的主要原则2024/1/2517整体性原则系统分析首先要着眼于系统整体，要先分析整体，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全过程，再看某一个阶段；先看长远，再看当前。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

11、具进行定量分析，使决策的过程和结果更具说服力。综合性原则系统分析总是为实现系统目标服务的。当系统存在若干个目标时，应将目标排出优先次序，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。4(2013省会考)如图所示是一款铺在地上取暖的地热毯，设计时需要统筹兼顾电热效应高、电磁效应低、安全可靠、成本低、底层隔热性能好等诸多目标。这体现了系统分析的()A科学性原则 B综合性原则 C动态性原则 D整体性原则5.(2015省学考)小通准备对家里的电路系统进行升级改造并制定了优化目标。他请装修公司完成该优化工程，双方签订合同，工程款总额为10 000元。装修公司根据用电器功率的大

12、小分别计算出每路电线的粗细规格，该方法遵循了系统分析的()A.科学性原则 B.综合性原则 C.整体性原则 D.安全性原则2024/1/25182.系统优化p(1)系统优化：在给定的条件(或约束条件)下，根据系统的优化目标，采取一定的手段和方法，使系统的目标值达到最大化(或最小化)。p(2)影响系统优化的因素和约束条件l影响系统优化的因素：对系统的目标函数产生显著影响，并且可以人为调节的因素。l约束条件：对系统优化起着限制作用，并且不能人为调节的因素。2024/1/25192.系统优化p(3)系统优化的方法l为使系统达到最优的目标而提出的求解方法称为最优化方法。l系统优化的方法是多样的，有的运用

13、数学模型求解，有的通过科学的估算、试验等方法实现。2024/1/2520练习图所示是农田智能灌溉系统示意图。系统根据监测的气象、土壤、农作物等相关信息，控制灌溉设备工作，使土壤保持合适的湿度和肥力，达到降低人力成本、提高生产效率、节水节肥的目的。为了提高该系统的性能，需要进一步优化。下列不属于影响系统优化的因素是()A对气象、土壤、农作物的监测精度 B有线、无线、GPS的传输精度C天气、气候、农作物的生长特性 D灌溉设备的产品质量2024/1/2521三、系统的设计p系统设计应考虑的主要问题系统设计的目的与要求：系统设计要从整体出发，以系统整体功能的最优为目的。系统各部分之间的相互联系与相互作

14、用：系统设计要运用系统的思想综合考虑各部分之间的关联、冲突问题，注重各部分的横向、纵向联系。依据系统的动态性、环境适应性，既要考虑当前，也要考虑长远。系统设计方案的优化：首先从系统整体考虑优化，统筹兼顾，再在此基础上完善各部分的设计。p系统设计的一般步骤 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、功能及其相互关系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。2024/1/2522总结一系统及其特性1.构成系统的三个条件：(1)至少要有两个或两个以上的要素(部分)才能组成系统。(2)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。(3)整体的功能

15、是局部所没有的。2.系统分类型：自然系统和人造系统；实体系统和抽象系统。3.系统的特性：(1)整体性；(2)相关性；(3)目的性；(4)动态性；(5)环境适应性。二系统分析1.系统分析的含义、出发点、目的。2.一般步骤：明确问题，设立目标收集资料分析计算，评价比较检验核实，作出决策。3.主要原则：整体性原则；科学性原则；综合性原则。4.系统优化的含义、方法、影响系统优化的因素和约束条件2024/1/2523任务一 感知生活、生产中的流程流程是一项活动或一系列连续有规律的事项或一种行为进行的程序。我们可以把流程理解为是为了一定的目的去做事情的顺序。2024/1/252时序先后顺序称为时序。有的可

16、以颠倒，有的不可颠倒。环节把完成某个具体目标、组成某项生产或某个活动过程的若干阶段或小的过程称为环节任务二 绘制流程2024/1/253任务二 绘制流程 依据流程的性质以及人们的表达习惯，流程可以通过文字、表格、图示等方式表达,有些场合还可利用模型、动画等方式表达。2024/1/254任务二 绘制流程2024/1/255二 流程的设计p任务一 分析流程设计应考虑的基本因素设计一个流程首先应明确流程要实现的具体目标。对于工作和生活方面的流程设计,主要应考虑节省时间、提高效率、提高质量等目标。对于生产活动的流程设计,主要应从提高效率、提高质量、节省资源、安全生产、降低成本、提高管理水平等方面明确设

17、计的目标。2024/1/256二 流程的设计p任务一 分析流程设计应考虑的基本因素 流程中工序的作业方式分为串行与并行。每个环节都依次进行的工序，就是串行工序。串行工序的特点是，上一道工序完成之后才能进入下一道工序。如果工序是同时进行的，就是并行工序。并行工序往往是多人或多台设备同时工作，这样可以大大提高生产效率。2024/1/257二 流程的设计在生产活动中,流程设计目标明确后，设计流程需要考虑的基本因素包括材料、工艺、人员和资金、环境、设备。2024/1/258 不同行业的流程有不同的特点，其流程设计中应考虑的基本因素也各有差异。例如，农业生产的流程设计还应考虑气候、季节、自然灾害、生态平

18、衡等因素。流程设计要依据事物的内在属性和客观规律，科学地设计时序和环节以达到设计的目标。三 流程的优化1.含义在流程的设计和实施过程中，要对流程进行不断的改进，以期取得最佳的效果。对流程的改进过程，称为流程的优化。2.目的目的是为了提高工作效率、降低成本、降低劳动强度、节约能耗、减少环境污染、保证安全生产等。3.思路流程的优化应在综合考虑各项指标的基础上，抓住主要矛盾，突出重点指标的优化，综合权衡，以达到整体优化的目的。条件流程的改进和优化需要一定的条件，它建立在设备和工艺水平提高和对流程内在机理进一步研究的基础上。，流程与材料、设备、工艺有着密切的关系，在优化流程时,需要充分考虑这些条件。2

19、024/1/259三 流程的优化p一、工期优化l目标：缩短总工期l方法：将原来流程中的串行工序改为并行工序2024/1/2510三 流程的优化p案例一、工期优化l目标：缩短总工期l方法：将原来流程中的串行工序改为并行工序2024/1/2511三 流程的优化2024/1/2512p二、工艺优化l目标：改进加工方法l方法：引进新设备三 流程的优化2024/1/2513p三、成本优化l目标：减少成本学考真题2024/1/2514学考真题2024/1/2515学考真题1.甬台温铁路和温福铁路的开通对于物流业来说是一件大喜事，如宁波到福州的火车，原先需绕道金华，但现在可以直接经台州、温州到达福州，将原来

20、20多小时的运行时间缩至最短时间3小时51分。这一流程优化对于物流行业而言属于()A工期优化 B工艺优化C成本优化 D质量优化2024/1/2516学考真题5(2012省会考)某4S店以前的汽车保养流程是：顶起车辆润滑工作调换轮胎更换机油放下车辆清洁打蜡，后来公司优化了保养流程(如图所示)，对于优化后的流程，下列说法中正确的是()A该流程优化后减少了环节B顶起车辆和调换轮胎可同时进行C顶起车辆和调换轮胎的时序不可以颠倒D润滑工作和调换轮胎是串行工序2024/1/2517学考真题1(2013省学考)如图所示为某厂电话机的生产流程图。根据该流程图，下列说法中，错误的是()A“手柄装配”和“主机装配

21、”环节是并行的B为了保证质量，可以在“包装入库”前再加一个“抽样检查”环节C“维修”后可直接进入“外观检查”环节D流程图中没有说明外观检查不合格的产品该如何处理2024/1/2518一、控制的方式与应用2024/1/252含 义人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。控制的三要素理解任何控制现象，都要明确控制的对象是什么，控制要达到什么目的和采取什么控制手段。（控制的对象、控制要达到的目的和控制手段）分 类从控制过程中人工干预的情形来分，控制有人工控制和自动控制。按照执行部件的不同，控制可分为机械控制、气动控制、液压控制、电子控制等。p1.控制的手段一、控

22、制的手段与应用2024/1/253p1.控制的应用(1)生 活控制在生活中应用广泛。人类能够在一定程序下按照自己的意愿改变周围的环境，使之满足人们的需要。(2)生 产生产中往往需要对温度、湿度、压力、速度及加工动作等进行控制，控制在生产中得到了广泛的应用。(3)军事国防控制在军事、国防等领域也有着广泛的应用。2024/1/2542024/1/255分析开环控制系统工作过程2024/1/256 将时间设定到定时浇水控制系统的定时器中，到了设定时间就自动接通潜水泵，开始往水管里抽水，通过调节定时器通电时长，控制滴到植物土壤中的水量。定时器设定的时间是输入量，水管的出水量是输出量。分析开环控制系统工

23、作过程控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统称为开开开开环控制系统环控制系统环控制系统环控制系统。开环控制系统在日常生活中的用途很广，如水位定时控制系统、十字路口的红绿灯定时控制系统、楼宇的防盗报警控制系统、火灾自动报警控制系统、公园的音乐喷泉自动控制系统等。2024/1/2572024/1/258输入量：控制系统的给定量。输出量：控制系统所要控制的量。控制器：对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。执行器：直接对被控对象进行控制的装置或元件。被控对象：控制系统中所要控制的装置或生产过程。控制量：执行器的输出信号。2024/1/259音乐喷泉的控制:随着音乐起伏而变化的

24、音乐喷泉是控制技术的一种具体应用。其工作过程是由“声电转换装置”将起伏的音乐强度转换为随之而变化的电信号，这种电信号驱动电动机带动水泵转动。音乐信号强，水泵的转速就快，喷出的水柱就高。反之，音乐信号弱，水泵的转速就慢，喷出的水柱就低。音乐信号的强弱与喷泉水柱的高低一一对应。分析开环控制系统工作过程泳池定时注水系统：使用者将注水的时间值设定到定时器中，开启进水阀注水，一旦时间到达，定时器就会控制注水阀关闭，停止向泳池注水2024/1/25102024/1/2511公交车自动车门工作原理具体为:公交车一般都是折叠门，驾驶员一按开关，控制电路得到信号，使电磁阀通电推动活塞将车门打开或关上。2024/

25、1/2512分析开环控制系统工作过程火灾自动报警系统：感烟探测器探测到烟雾，发出命令，报警控制器启动报警部件工作发报警声。2024/1/2513分析开环控制系统工作过程高速公路汽车速度监测系统：测速雷达测量车速，经判断超速后，电脑控制摄像头将超速车辆的图像信息记录下来，作为违章处罚的证据。2024/1/2514开环系统开关类定时类检测报警类2024/1/25152024/1/2516体验目的:通过搭建土壤湿度控制系统,感受闭环控制系统的工作过程。情境展示:不同的植物需要的水量不同，喜干和喜湿的植物不能采用同一定时浇水方式。为解决这一问题，陈晨打算设计一个可以根据不同植物的土壤湿度来决定是否浇水

26、和浇多少水量的自动控制装置。闭环系统p概念：系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统。p基本组成：与开环控制系统相比，闭环控制系统多了检测装置、比较器检测装置：测量出被控量并返回到系统的输入端。n比较器：将给定量与所检测的被控量进行比较，求出偏差值。p方框图：2024/1/2517闭环系统p电冰箱恒温控制系统：感温元件测出冰箱内的实际温度，送给比较器，与设定的温度进行比较，若冰箱内的温度高于设定值，温度控制器将启动压缩机给电冰箱制冷，使冰箱内温度降低，直至与设定值一致。2024/1/2518闭环系统p家用电饭锅保温控制系统：双金属片测出电饭锅内的实际温度，送给比较器，与设定的温度

27、进行比较，若电饭锅内的温度低于设定值，温控装置将启动电热盘给电放锅加热，直至与设定值一致。2024/1/2519闭环系统p风力发电机跟踪风向的控制系统：风向测定装置将检测到的风向信号送给比较器与设定值比较，迎风控制装置根据风向角度偏差信号控制偏航电机运转，调整风轮角度，使风轮始终对准风向。2024/1/2520闭环系统恒定输出类动态跟踪类2024/1/2521开环系统与闭环系统开环系统开关类自动门控制系统、楼道自动声控灯装置定时类游泳池定时注水控制系统、十字路口的红绿灯定时控制系统检测报警类宾馆火灾自动报警系统、高速公路汽车速度监测系统闭环系统恒定输出类供水水箱的水位自动控制系统、花房温度控制

28、系统、夏天房间温度控制系统、家用电冰箱温度控制系统动态跟踪类风力发电机跟踪风向的控制系统2024/1/2522任务二 辨析反馈在控制系统中的作用p反馈含义：在自动控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程，称为反馈。p利用反馈来分析和处理被控对象，通过系统的输出来调整系统的行为，使系统沿着预期的目标运行。p在带有反馈的控制系统中，即存在由输入端到输出端的信号前向通路，也包含从输入端到输出端的信号反馈通路，两者形成一个闭合回路，因此，带有反馈的控制就是前面所述的闭环控制系统。2024/1/2523任务二 辨析反馈在控制系统中的作用p干扰因素 在控制系统中，除输入量

29、(给定值)以外，引起被控制量变化的各种因素称为干扰因素。有的干扰因素是环境造成的，有的是人为原因导致的。通常控制系统中的干扰因素不止一个。对于大多数控制系统，在工作过程中必须克服干扰，使被控量稳定。而在有些情况下，却可以利用干扰因素实现某种目的。干扰既存在于闭环控制系统中，也存在开环系统中。2024/1/2524开环系统与闭环系统区别1.定 义输出量对控制系统的工作不产生影响是是开环系统；输出量对控制系统的工作产生影响是是闭环系统；2.信号传递开环控制系统信号是单向传递；闭环控制系统信号是双向传递。3.有无反馈开环控制系统不存在反馈；闭环控制系统存在反馈。开环控制系统不存在反馈；闭环控制系统存

30、在反馈。判断反馈的依：（1）是否有检测装置；（2）是否检测输出量；（3）是否与给定值比较。2024/1/2525三、闭环控制系统的干扰与反馈p4.黑箱方法：通过对系统输入与输出关系的研究，进而推断出系统内部结构及其功能的方法。2024/1/2526课堂练习1.(20159月省统考)如图所示是一款宠物自动喂水机，宠物靠近时，阀门自动打开，离开后自动关闭。该控制系统的控制方式和宜采用的传感器是()A开环控制、红外传感器B闭环控制、压敏传感器C开环控制、湿敏传感器D闭环控制、声敏传感器2024/1/2527课堂练习2关于控制系统，下列叙述正确的是()A.自动控制系统一定是闭环控制B.人工控制系统一定

31、是开环控制C.闭环控制系统比开环控制系统的抗干扰能力弱D.有反馈环节是闭环控制系统的重要特征2024/1/2528课堂练习3.如图所示是一款智能垃圾桶。投垃圾时，手或垃圾靠近感应区上方，桶盖会自动打开，投入后桶盖会自动关闭，该控制系统的控制手段和控制方式属于()A.手动控制、开环控制 B.自动控制、开环控制C.自动控制、闭环控制 D.手动控制、闭环控制2024/1/2529课堂练习4.如图所示是某同学设计的自动干手器原理示意图，当手靠近传感器时，传感器将感应信号发送给控制器，控制器控制继电器闭合，电吹风开始工作。若将电吹风看作被控对象，则执行器是()A.传感器 B.控制器 C.继电器 D.插头2024/1/2530课堂练习5.如图所示是恒温箱。当箱内温度低于设定温度下限80 时，温度控制器打开陶瓷加热灯；当温度高于设定温度上限90 时，温度控制器关闭陶瓷加热灯。从而使恒温箱的实际温度保持在一定范围内。根据以上的描述，完成以下任务。(1)该系统的控制方式与控制手段分别是_和_(在人工控制；自动控制；开环控制；闭环控制中选择合适的选项，将序号填写在“_”处)；(2)该控制系统的输出量及被控对象分别是_和_(在实际温度；设定温度；陶瓷加热灯；恒温箱中选择合适的选项，将序号填写在“_”处)；2024/1/2531