【核心素养目标】实践 调研桥梁建筑中的力平衡（教案）2024-2025学年度-沪科版物理八年级下册

实　践　调研桥梁建筑中的力平衡 1．通过调研桥梁建筑中的力平衡巩固力平衡相关的知识。 2．能用力与平衡相关知识解释桥梁建筑平衡原理。 能将桥梁结构建构成力平衡的简单模型。 1．能够搜集桥梁结构的信息并进行处理。 2．分享调查报告，交流并评价报告中所用证据及形成的结论的合理性。 1．认识物理学在建筑中的重要作用。 2．了解我国著名桥梁的历史、人文背景，培养学生民族自豪感。 教学重点：不同地区桥梁建筑的结构特点，以及它们和力平衡的关联。 教学难点：分析桥梁受力及力平衡的情况，撰写调查报告。 梯形木块、两根木棍、细线、多媒体课件等。 我国古代有许多载入史册的桥梁建筑，课前有要求同学们对这些桥梁有一些了解并选择一个自己喜欢的桥梁做深度调研。(打开多媒体课件，展示几张桥梁的图片) 那么大家能说一下图片里的桥的名字吗？没错，这就是有四大古桥之称的赵州桥、洛阳桥、广济桥和卢沟桥。 这是两个近现代的桥梁，钱塘江大桥还有武汉长江大桥。 这些桥历经风吹雨打，却稳固如初，彰显了我国在桥梁建筑方面的厚重底蕴。 今天就让我们走进桥梁的历史，了解桥梁的结构。 任务一　查阅并整理桥梁资料 活动1：了解桥梁的类型、结构特点。 打开多媒体课件，播放一段桥梁介绍视频(视频里有各个桥的名字及类型，以及发展历史) 师：通过刚才那段视频，同学们可以了解到桥梁有哪些类型？ 生：有拱桥、梁桥、浮桥、斜拉桥等。 师：很好，那么你们能描述出这些类型对应的结构特点吗？ 生：拱桥下会有很大的一个洞或者有几个洞连在一起，有的桥面是凸起的。梁桥有许多的桥墩，桥面是平的。浮桥漂浮在水面上，会随着水的波动起伏。斜拉桥会有高出桥面的柱子，用柱子上的绳索拉住桥面。 师：观察得很仔细，那么思考一下这些桥都处于平衡状态吗？ 生：浮桥随着水波上下移动，运动状态在变化，不处于平衡状态，其他类型的桥都保持静止，处于平衡状态。 师：分析得很正确，那么这些处于平衡状态的桥梁类型，是怎样的力使它们保持平衡的呢？ 活动2：了解拱桥和力平衡的关联。 拿出梯形的小木块，并打开多媒体课件。将木块组合成拱的结构，两侧用木块挡住，结构类似于下图。 师：首先是拱形桥，现在展示的是一个拱的拱形桥模型，人从桥上走过，对桥的压力方向是哪边？ 生：竖直向下。 师：我们给拱一个竖直向下的力(用手轻压模型顶部模型没有太大变化)，那么对于最上端的木块，它受重力和手对它的压力，且保持静止，说明它受平衡力作用，是什么力与重力平衡？ 生：两边木块的支持力和摩擦力。 师：不错，那么如果拱桥受到的压力变大会怎样(加大手给的力，两侧木块被推开，拱桥模型塌了)？这是为什么？ 生：因为拱对两边有力的作用，将木块推开了。 师：没错，现在我要请一位同学帮忙按住模型左右两侧，我们再来验证一下。 重新搭建好模型，并让学生按住模型两侧。 师：现在我沿竖直向下的方向用力，你有什么感觉？ 生：感觉受到的木块推力变大了。 师：我用的力全程是竖直向下的，木块的重力也是竖直向下的，为什么会对侧面有力的作用呢？ 生：是拱的结构造成的。 师：将竖直方向的力传递到最底下的木块后，由桌面提供的支持力和两边木块的推力使拱保持静止。这样将一个力转换为了两个较小的力，使得桌面受到的压力变小，能承受更大的压力。 活动3：了解斜拉桥和力平衡的关联。 师：大家应该已经了解了拱桥的结构和力平衡的关系，那么是不是所有的桥的受力情况都和拱桥一致呢？ 将木块收回，拿出斜拉桥模型，以及切换多媒体课件。 师：大家来看我现在拿出的模型是什么桥？ 生：斜拉桥。 师：不错，我们假设这个横着的木棍就是我们走过的桥面，叫做桥梁，竖着的是斜拉桥的索塔，索塔和桥梁中间是固定的，左右两根线就叫做斜 ... ...