8.5跨学科实践：桥 2024-2025学年初中物理（教科版四川地区）八年级下册

5　跨学科实践：桥 第8章 运动和力 01 新知梳理 02 当堂演练 目 录 1. 桥梁可以根据其形状和结构分类。最常见的桥梁包括 　梁　桥、 　拱　桥、 　悬索　桥和 　斜拉　桥。 2. 桥梁由 　桥面　和 　承重结构　组成。桥梁的承重结构具有不同的设计和样式。桥梁总体设计原理是 　防止桥面弯曲　。 3.  　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，在设计上常常用来加固桥梁。 梁　 拱　 悬索　 斜拉　 桥面　 承重结构　 防止桥面弯曲　 三角　 三角　 知识点一　桥梁的结构 典例1　关于不同类型桥梁的结构特点，下列说法中错误的是（　D　） A. 梁式桥以梁作为承重结构，通过其抗弯能力来承受荷载 B. 拱桥主要承重结构是拱肋或拱圈，以承压为主 C. 斜拉桥由承压的塔、受拉的索和承弯的梁组合起来承受荷载 D. 悬索桥承重结构与斜拉桥类似，承压原理基本相同 D 知识点二　桥梁的力学分析 典例2　以下形状中，具有结构稳定和耐压特点的是（　A　） A A. 材料 B. 结构的连接方式 C. 结构的形状 D. 结构的支撑面积 变式 某学校举行了“5张A4纸制作150cm 高的承重结构”科普创新实验设计活动，同学们的设计不拘一格，他们用5张A4纸制作150cm高的承重结构有圆筒形的、三角形的、半圆形的（如图所示），其中一名同学设计的人字形三边辐射结构承重最多达105kg。从这个案例可说明结构的稳定性的影响因素是物体的（　C　） C 知识点三　设计制作一座自己的桥 典例3　小明和同伴要共同设计建造一座“桥”。要求“桥能跨越25cm宽的河流，桥面宽度大于10cm，最小承重为0.2N”。图甲是他们设计的结构图。 （1） 设计中，如果小明将桥面宽度增加到20cm，那么桥面的承重能力 　B　。 A. 保持不变 B. 比原来强 C. 比原来弱 D. 无法判断 B　 （2） 图甲所示，他们在设计中采用了拱形结构，最主要目的是 　D　。 A. 使桥梁更加美观 B. 增加桥梁的跨度 C. 增加桥面的高度 D. 增大桥面承重力 D　 （3） 小型汽车对桥的压力和桥对汽车的支持力是一对 　相互作用力　（选填“平衡力”或“相互作用力”）。 （4） 当一小型汽车停在桥面中间时，请在图乙中画出桥梁竖直方向受到的力。 相互作用力　 1. 如图是一个空调室外安装支架，其框架采用了三角形的结构，主要考虑的方面是（　C　） A. 节省材料 B. 美观 C. 稳定性 D. 便于组装 C 1 2 3 4 2. 如图所示是木质支架，该支架可用于放置书本或者平板电脑，角度可调，操作者可以选择舒适的操作角度，以下为支撑杆的角度调节木质卡槽方案的设计，其中最合理是（　C　） C 1 2 3 4 3. 如图为户外秋千椅，下列说法不正确的是（　D　） A. 在使用过程中，横杆1受到的是拉力 B. 杆2受到压力和地面的支持力 C. 秋千架采用三角形结构是为了增加其稳定性 D. 杆3受到秋千椅的作用力是向上的压力 第3题 D 1 2 3 4 4. 学校在科技节活动中举办“纸桥大赛”，小明和同学们惊讶地发现，一张纸虽然轻薄，却可承受很大的力，于是他们想探究一张纸能承受的压力和结构的关系。同学们把普通的打印纸剪成大小相等的四部分（如图甲），分别做成单层棱数不同的正多棱柱进行以下探究。 （1） 如图乙，将纸张分别沿较长边和较短边折成正三棱柱、四棱柱、六棱柱和八棱柱。 1 2 3 4 （2） 如图丙，将棱柱放在水平桌面上，把圆形小桶轻轻放在棱柱上，静止时小桶对棱柱的压力大小 　等于　（选填“大于”“小于”或“等于”）小桶受到的重力。 （3） 为了使棱柱受力均匀，放置时应将小桶的中轴线与棱柱的中轴线 　重合　，缓缓向小桶中加水至棱柱变形，用电子秤测量出此时小桶和水的总质量M。 等于　 重合　 1 2 3 4 （4） 换用不同的棱柱，重复步骤（3），实验数据记录如表。 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 多棱柱的 高度/cm 10.55 14.85 多棱柱的 棱数 三 四 六 八 三 四 六 八 小桶和 水的总质 量M/g 514 924 1090 2174 665 984 1471 2715 1 2 3 4 （5） 实验中通过比较 　小桶和水的总质量　，来判断棱柱能承受的最大压力。 （6） 分析比较实验序号1和5、2和6、3和7、4和8四组数据，可以初步得到：用本实验所用的纸张折成多棱柱，棱数相同时，高度较高的能够承受的压力较 　大　。 （7） 分析比较实验序号 　1、2、3、4（或5、6、7、8）　的数据，可得出结论：用相同的纸张折成高度相同的多棱柱，棱数越多，能承受的压力越大。进一步推理分析可知 　圆　柱体所能承受的压力最大，故桥墩基本上是这样的形状。 小桶和水的总质量　 大　 1、2、3、4（或5、6、7、8）　 圆　 1 2 3 4 $$