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课件网) 第8章 运动和力 5 跨学科实践：桥 2 知道桥面承重时的形变和受力情况。 3 设计并制作一座自己的桥。 1 了解桥梁的结构。 港珠澳大桥 港珠澳大桥是世界总体跨度最长、钢结构桥体最长、海底沉管隧道最长的跨海大桥，你知道它的设计原理吗？ 1.桥梁可以根据其形状和结构分类。最常见的桥梁包括___桥、___桥、_____桥和_____桥。 梁 拱 悬索 斜拉 一、桥梁的结构 2.桥梁由_____和_____组成。桥梁的承重结构具有不同的设计和样式。但是桥梁总体设计原理都是一样的———防止_____。 桥面 承重结构 桥面弯曲 1.演示实验：桥面承重时的形变和受力 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(桥梁承载的车辆、行人等对桥面的压力)。 (1)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_____，下层方格被拉伸_____。 变窄 变宽 二、桥梁的力学分析 (2)结论：桥梁上表面受到_____，下表面受到_____。当负载增加时，桥梁弯曲_____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。 压力 拉力 形变程度 2.理论探究：支撑结构受力情况 梁桥是结构最简单的桥，为减小桥面弯曲形变，在桥面下加一个桥墩，即可为桥面提供一个_____的力。所有支撑桥面的力的合力，与桥面及负载的合力_____。可见，根据_____，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。 向上 平衡 二力平衡条件 3.探究几何体的稳定性 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。利用悬挂重物对以上结构施加向下的力。请比较三角形、矩形结构的稳定性有什么不同。 (1)实验现象：三角形结构的物体受力时形状_____；矩形结构的物体受力时水平部分_____； 矩形结构的物体受力时还可能变形为_____结构； (2)实验结论：三角形具有很好的_____性。 (3)_____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。 保持不变 弯曲 平行四边形 结构稳定 三角形 学以致用 如图所示，小明用相同的卡纸和木块做梁(拱)和桥墩，设计了三座桥的结构。 (1)对比桥②和桥③，可以用来研究_____对桥的承重能力的影响。 A.宽度 B.厚度 C.跨度 D.形状 C (2)桥①中，当桥面承受了垫圈时，弯曲的卡纸会产生_____的力。 A.向下向内 B.向下向外 C.向上向外 (3)三座桥中，_____的承重能力最弱。 A.桥① B.桥② C.桥③ B C 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10 cm，最小承重为0.2 N。 1.测试要求 (1)在桥中间放置重物，要求放上后至少保持5 s，纸桥不塌落，记下纸桥承重； (2)每组可尝试3次，取最高成绩。 三、设计并制作一座自己的桥 2.交流评估 各小组介绍设计思路，展示制作的纸桥，交流存在的问题和需要改进的地方。例如，可以使用哪些新技术？设计过程中如何对设计的模型进行负载测试？ 1.用纸做桥面搭一座桥时，下列观点错误的是( ) A.设计时，要综合考虑造桥要求、材料特性等因素 B.可以通过改变纸的厚度增加桥的承重能力 C.只要加宽桥面，就一定能让桥的承重能力最强 D.可以通过改宽度、形状增加桥的承重能力 C 2.创新实验小组的同学在学习了压力的知识后，对于纸桥能承受的最大压力很感兴趣，于是他们选用相同的纸张做成不同的纸桥进行试验，如图所示，在纸桥中央不断地放上硬币，直到纸桥塌陷，记录此时硬币的个数。然后，改变桥墩间距，记录纸桥塌陷时硬币个数，数据记录如表： 序号 截面形状 桥墩间距(cm) 硬币个数 1 15 36 2 15 16 3 4 42 4 4 22 (1)实验中探究的是纸桥能承受的最大压力与_____和_____的关系； ( ... ...
