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课件网) 第5节 跨学科实践：桥 第八章 运动和力 感悟新知 桥是一种架空的人造通道。其主要作用是解决跨水或者越谷的交通，以便运输工具或行人在桥上通行。 在人造桥梁之前，自然界由于地壳运动或其他自然地质作用的影响，形成了不少天然的桥梁形式。 感悟新知 如浙江天台山横跨瀑布上的石梁桥，江西贵溪因自然侵蚀而成的石拱桥(仙人桥)以及小河边由自然倒下的树干形成的 “独木桥”，两岸藤条纠结在一起而构成的天生“悬索桥”等。人类从这些天然“桥”中得到启示，由最初的一块简易木板或一个小石蹬，逐渐发展，生产了造型各异、大小不同的桥。 知1－讲 感悟新知 追溯起源 桥，何为桥也。《说文解字》中段玉裁曾解释道：“梁之字，用木跨水，今之桥也。”由此我们可以感知到，我们祖先第一次把木头放在河上并从上经过(独木桥)，便称之为桥的起源。 感悟新知 任务一 桥梁的结构 1. 分类 (1)桥梁按建筑材料可分为木桥、石桥和钢桥等； (2)按用途可分为公路桥、公铁两用桥和人行桥等； (3)按形状和结构分为梁桥、拱桥、悬索桥和斜拉桥等。 感悟新知 ①梁桥是指以受弯为主的主梁作为主要承重构件的桥梁； ②拱桥是指在竖直平面内以拱结构作为主要承重构件的 桥梁； ③悬索桥由巨大的主缆、索塔、锚碇和桥面系统组成。 ④斜拉桥是由承压的塔、受拉的索与承弯的梁体组合起来的一种结构体系。 感悟新知 拓展思考为了适应不同的环境和需求, 桥梁也会建造成各种不同的形状和结构。请你将如图1 所示的桥梁对应的名称写在横线上。 知1－讲 感悟新知 拓展理解 分析图片可知,从左到右分别是拱桥、斜拉桥、悬索桥和平板桥。 感悟新知 2. 结构 桥梁由桥面和承重结构组成。 3. 设计原理 防止桥面弯曲。 感悟新知 任务二 桥梁的力学分析 1. 演示实验 桥面承重时的形变和受力。 (1) 操作：用一块表面画有方格的海绵块模拟桥面，用手按压海绵块来模拟负载，如图2。 感悟新知 (2) 现象：海绵块在负载作用下发生了弯曲形变，上层方格被挤压变窄，下层方格被拉伸变宽。 (3) 分析：如图3是桥梁结构图和受力分析图。桥梁上表面(垂直表面)受到压力，下表面(沿表面)受到拉力。当负载增加时，桥梁弯曲形变程度会随之增加，如果弯曲形变超出桥梁允许的形变范围，桥梁就可能发生坍塌。 感悟新知 深度思考同学们议一议，如何避免桥梁发生大的弯曲形变，提高桥梁承重能力，避免桥梁坍塌呢 深度理解 为减小桥面弯曲形变，可在桥面下加一个桥墩，即可为桥面提供一个向上的力。 知1－讲 感悟新知 知识拓展 在古代桥梁的建造中, 应用得较多的就是拱桥, 因为这种桥梁建造起来比较简单，而且十分坚固。河北的赵州桥，就是我国古代最著名的圆弧拱桥。这座由隋朝的工匠李春建造的桥梁，历经1 400 多年至今安然无恙，被评为“国际土木工程里程碑”。 感悟新知 2. 支撑结构受力情况 (1) 梁桥：如图4(a)，桥面上汽车的重力，从桥面传递到桥墩，使桥梁稳定。 (2) 拱桥：如图4(b)，桥面上汽车的重力，由桥面传递到桥拱的弧上，再传递到桥台，最后传到地面，保证桥梁不会因受力过大而坍塌。 感悟新知 (3) 悬索桥和斜拉桥 如图(c)(d)，桥上汽车的重力，先传到桥面，再由桥塔上缆索拉住桥面，使桥梁不坍塌， 最后再利用在河岸上的缆索向岸边 斜拉，固定桥塔。 综上所述，所有支撑桥面的力的合力，与桥面重力及 负载的合力平衡。根据二力平衡条件，无论什么样的桥 梁结构，都会产生一个向上的合力作为桥面的支撑力。 感悟新知 3. 体验拱桥的支撑作用 观察思考：同学们动手做一做，找一个硬直筒圈，中间套一根橡皮筋，如图5 所示，用手轻压顶部，观察皮筋的形变，思考拱桥形状与桥面负载的关系。 感悟新知 深度理解 ... ...
