8.5　跨学科实践 桥（课件）-2024-2025学年教科版八年级物理下册

5　跨学科实践:桥 导学探究与小结 探究点一　桥梁的结构 填一填 1.早期的桥梁通常由　 　和　 　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,　 　与　 　是桥梁设计的两大关键。  2.桥梁可以根据其　 　和　 　分类。常见的桥梁包括梁桥、 　 　、　 　和斜拉桥。桥梁由桥面和　 　结构组成。桥梁总体设计原理都是为了防止　 　。  木材 石块 材料 结构 形状 结构 拱桥 悬索桥 承重 桥面弯曲 想一想:我国古代的四大名桥是哪几座桥? 答案:中国古代四大名桥是河北赵州桥、福建泉州洛阳桥、广东潮州广济桥、北京卢沟桥。 [例1] 下列不属于常见的桥梁模型的是( ) D A.悬索桥　　 B.拱桥 C.斜拉桥　　 D.上承式悬带桥 [变式1] 中国是桥的故乡,自古就有“桥的国度”之称,发展于隋,兴盛于宋。下列不属于中国古代四大名桥的是( ) A.河北赵州桥 B.福建晋江安平桥 C.广东潮州广济桥 D.北京卢沟桥 探究点二　桥梁的力学分析 填一填 1.桥梁上表面受到　 　力,下表面受到　 　力。当　 　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　 . 　,桥梁就可能发生坍塌。  B 压 拉 负载 允许的形变 范围 2.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 　 　,即可为桥面提供一个向　 　的力。根据　 　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。 桥墩 上 二力平衡 做一做:如图所示,用小木棒分别做一个三角形和四边形的框架,拉一拉,你会发现什么? 答案:三角形具有稳定性。 想一想1:对三角形和四边形施加一个向下的力,哪个形状能承受更大的压力? 答案:三角形。 想一想2:三角形在生活中的应用有哪些? 答案:古代的金字塔、罗马斗兽场、现代的桥梁、高层建筑等都利用了三角形的结构。 [例2] 如图所示,洛阳桥是现存最早的跨海梁式石桥,是福建省泉州连接洛江区的一座桥梁,也是著名的跨海梁式大石桥,素有“海内第一 桥”之誉,下列关于洛阳桥说法正确的是( ) A.以流水为参照物,洛阳桥是静止的 B.洛阳桥受到的支持力大于其重力 C.洛阳桥采用了“筏型基础”的独特造法 D.洛阳桥始终处于非平衡状态 C [变式2] 如图所示,灵江浮桥是一座构造形式独特的水上立体交叉桥,其结构建筑与设计都更加科学,是一座历史悠久的古老浮桥,是中国浮桥建筑中的一件杰作。下列说法正确的是( ) A.站在浮桥上的游客受到的重力和支持力是一对相互作用力 B.图中水对浮桥向上的力等于浮桥自身的重力 C.浮桥对游客的支持力与游客对浮桥的压力是一对平衡力 D.无论游客多少,水面上的浮桥始终处于平衡状态 D 探究点三　设计并制作一座自己的桥 1.材料准备:3 mm桐木条15根(1 m长)、6 mm桐木条2根(1 m长)、502胶水一盒、棉线一卷(约3 m)、双面胶1个、剪刀、小刀、直尺、一次性手套、稿纸等。 2.设计图纸:我们先设计图纸并利用图纸进行制作与改进。根据要求,桥的跨度不小于30 cm,桥面宽度不低于5 cm,桥面高度不低于5 cm。根据物体的稳定性,重心不宜过高,同时等腰三角形是高承受力结构,因此斜撑及斜拉与底部的夹角以45°为基础进行设计,可以考虑设计30°～60°。 3.制作过程 (1)制作桥墩:将2根6 mm的木条锯成5 cm的12根,17.5 cm的8根,2长2短粘在一起做成4个桥墩,底齐顶不齐,再在同侧的桥墩上粘上2根5 cm的横梁。 (2)制作桥面:将3 mm的木条锯成30根40 cm的小段,每15根粘成一排,确保宽度超过30 cm,再把两排重叠粘起来。 (3)搭桥:把桥面搭在桥墩横梁上,用胶水粘牢,确保跨度超过30 cm,一端留出5 cm。 (4)制作斜撑:每个桥墩取两根细木条,一端粘在桥墩底部,一端粘在桥面下,夹角尽量接近45°。 (5)制作斜拉:每个桥墩取一根细木条,一端粘在桥墩顶部,一端粘在桥面上(试验证明细线斜拉不如木条斜拉承受力大)。 (6)完善:磨平桥墩底部,确保四个桥墩同一平面。用剩余的细木条进行局部加固。 (7)测试:将桥中间空出,搭在桌子两侧,中间加一根粗木棒,挂上袋子,袋子中放置钩码,直到桥塌为止,一共承受了25个钩码。 (8)反思:寻找断桥中的漏洞,以及桥断的原因,反复试验。 $$