8.5 跨学科实践：桥 课件(共26张PPT) 2024-2025学年教科版八年级下册

(课件网) 8.5 跨学科实践：桥 教科版（2024）物理八年级下册 第八章 运动和力 目录 素养目标 01 课程导入 02 新课讲解 03 总结归纳 04 课堂练习 05 正确教育 素养目标 1.了解桥梁的结构，通过实验探究不同形状的桥梁承重能力，并进行桥梁支撑结构受力分析 2.通过动手设计并制作桥梁的过程，体会三角形稳定性在桥梁中的实际应用 3.通过调查物理学在桥梁建筑技术方面的应用案例，体会物理学对桥梁发展的促进作用 几千年前，人们跨越小溪，将树干跨放在小溪两岸，发明了最早的桥。早期的桥梁通常由木材和石块组成，现代桥梁通常由钢、混凝土和其他高强度材料构建，形状多种多样。其中，材料与结构是桥梁设计的两大关键。 桥梁的结构 桥梁可以根据其形状和结构分类。 常见的桥梁包括梁桥、拱桥、悬索桥和斜拉桥 梁桥 拱桥 悬索桥 斜拉桥 以梁为主要承重结构的桥，是我国古代最早出现的桥型，梁桥是最常见的桥梁类型之一，适用于中小跨径的桥梁工程 梁桥 以拱为主要承重结构的桥，拱桥跨越能力较大，适用于宽阔河流或深谷等跨度较大、地基较好、有景观美感要求的桥梁工程 拱桥 以缆索为主要承重构件的桥梁，悬索桥特别适用于超大跨度桥梁建设，如跨越宽阔的海峡或大河等 悬索桥 以斜拉索为主要的承重构件的桥梁，斜拉桥适用于大跨度且有通航或城市美学景观要求的桥梁建设。 斜拉桥 桥梁的力学分析 用两个物体制成一块表面画有方格的海绵块模拟桥面，用手施加大小不同的力按压海绵块来模拟负载（桥梁承载的车辆、行人等对桥面的压力），观察海绵块的形变程度，并记录。 实验探究：桥面承重时的形变和受力 实验设计 （1）控制两个支撑物之间的距离不变，用较小的力按压海绵块，观察海绵上面和下面方格的形变程度，上面的方格有轻微的挤压稍微变窄，下面的方格有轻微的拉长稍微变宽。 （2）保持两个支撑物体之间的距离不变，用较大的力按压海绵块，观察海绵上面和下面方格的形变程度，上面的方格被挤压变得更窄，下面方格被拉长变得更宽。 实验过程 分析可知，桥梁上表面受到压力，下表面受到拉力。当负载增加时，桥梁弯曲形变程度会随之增加，如果弯曲形变超出了桥梁能承受的形变范围，桥梁就有可能发生坍塌。 实验结论 如果你是一名桥梁工程师，如何提高桥梁承重能力，避免桥梁发生大的弯曲形变而导致坍塌呢？ 梁桥 以梁为主要承重结构的桥，在竖直荷载作用下结构无水平反力，只利用梁的抗弯能力来承受荷载的桥梁。 以拱为主要承重结构的桥，通过拱的弯曲形状将荷载转换为水平和竖向压力，并传递到桥台和支撑结构上的桥梁 拱桥 以缆索为主要承重构件的桥梁，通过将荷载从桥面传递到主缆，再由主缆传递到桥塔和锚锭的体系 悬索桥 以斜拉索为主要的承重构件的桥梁，通过斜拉索将桥面荷载传递到桥塔上，由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种桥跨结构 斜拉桥 体验拱桥的支撑作用 找一个硬直筒圈，中间套一根橡皮筋，如图所示，用手轻压顶部，观察橡皮筋的形变，思考拱桥形状与桥面负载的关系 研究几何体的稳定性 将几根橡皮筋连接起来后，穿过吸管再首尾连接，分别搭成三角形和矩形结构。如图所示，通过悬挂重物，对以上结构施加向下的力。请比较三角形、句型结构的稳定性有什么不同 实验发现，三角形具有很好的结构稳定性。三角形是现代桥梁的基本结构元素，它有相对较轻的自重且能承受更大的压力和拉力。因此，在设计上常常利用三角形结构来加固桥梁 设计并制作自己的一座桥 设计并制作一座可承载重物的纸桥，至少能跨越25 cm的峡谷，宽度大于10cm，最小承重为0.2 N 活动要求 一张纸的表明大，支撑力弱；纸被折叠后，形成多个像小山一样的支撑点，物体的重量就被 ... ...