5.18 建筑中的结构（分层作业）科学人教鄂教版三年级上册（新教材）

5.18《建筑中的结构》同步练习作业（含答案）　 【回归课本，填一填】 一、仔细想，认真填。 1.在常见的框架结构中，______框架最稳定，不容易变形；而四边形、五边形框架容易______，稳定性较差。 2.要让不稳定的矩形框架变稳定，可在框架中添加______，将其分割成两个或多个三角形，利用三角形的稳定性增强结构稳固性。 3.结构的稳定性与重心位置有关，当重物固定在结构的______（填 “底部”“中部” 或 “上部”）时，重心更低，结构更不容易倾倒。 4.不同形状的立柱承载能力不同，在三棱柱、四棱柱和圆柱中，______的承载能力最强，因为它能将压力均匀分散到整个表面。 5.我国传统建筑中的______结构，通过 “榫头”（凸出部分）和 “卯眼”（凹进部分）的凹凸契合实现连接，无需钉子就能起到加固作用，体现了古人的智慧。 【知识巩固，练一练】 二、我是小法官。（对的打“√”，错的打“×”。） 6. 三角形框架和四边形框架一样稳定，用力拉都不容易变形。( ) 7. 给矩形框架添加对角线后，框架会变得更稳定，因为对角线将矩形分割成了三角形。( ) 8. 把重物固定在纸筒的上部，纸筒会比固定在底部时更稳定，不容易被推倒。( ) 9. 拱形结构比平面结构的承载能力更强，因为拱形能将压力向两侧分散，而不是集中在一点。( ) 10. 榫卯结构必须使用钉子才能固定，否则无法实现稳固连接。( ) 三、对号入坐。（将正确答案的序号填在括号里） 11. 下列框架结构中，稳定性最强的是( ) A. 三角形框架 B. 四边形框架 C. 五边形框架 12. 小明用吸管搭建了一个矩形书架框架，发现框架容易晃动，下列方法中能有效增强其稳定性的是( ) A. 换更细的吸管 B. 在矩形框架的对角线上添加一根吸管 C. 给框架刷上彩色颜料 13. 下列关于重心与结构稳定性的说法，正确的是( ) A. 重心越高，结构越稳定 B. 重心越低，结构越稳定 C. 重心位置与结构稳定性无关 14. 下列建筑结构中，主要利用 “拱形承载能力强” 这一特点的是( ) A. 衣柜的矩形柜门 B. 大桥的拱形桥洞 C. 书桌的方形桌面 15. 下列关于榫卯结构的说法，错误的是( ) A. 榫卯结构是我国传统建筑的特色连接方式 B. 榫卯结构通过凹凸契合实现稳固连接 C. 榫卯结构必须依赖现代胶水才能固定 【思维提升，探一探】 四、相互对应，我会连。 16．穿针引线。 （1）将下列结构特点与对应的结构类型及优势连线： 三角形框架 传统榫卯结构 承载能力强，能分散压力到整个表面 圆柱立柱 现代框架结构 稳定性强，不容易变形 拱形结构 现代承载结构 无钉连接，体现传统智慧，不易生锈 薄壳结构（如国家大剧院） 现代特殊结构 利用三角形稳定性，增强框架稳固性 榫头与卯眼契合 传统连接结构 像鸡蛋壳一样，分散压力，承载能力强 （2）将下列生活中的建筑/物品与对应的结构原理连线： 自行车车架 拱形分散压力 保证骑行时框架不易变形 拱桥桥洞 三角形稳定性 让桥梁能承载更多车辆和行人 纸质喝水杯（圆柱形） 圆柱承载能力强 方便手持，且能稳定放置液体 故宫木质门窗 榫卯结构 不用钉子，依靠凹凸契合实现稳固连接 国家大剧院屋顶 薄壳结构 分散屋顶重量，增强整体承载能力 五、看清问题，认真回答。 17．请分别说明 “三角形框架最稳定” 和 “圆柱立柱承载能力最强” 的原因，并各举一个生活中应用这两种结构原理的例子。 六、实验操作我能行。 18. 任务：请设计并完成 “探究不同加固方式对矩形框架稳定性的影响” 实验，具体要求如下： 准备材料：吸管 10 根、橡皮筋 20 根、小重物（如回形针、小石子）10 个、直尺 1 把、记录纸 1 张。 操作步骤： （1）制作基础矩形框架：用 4 根吸管和 4 根橡皮筋搭建一个边长为 10 厘米的矩形框架，标记为 “未加固组”； （2）测试未加固框架稳定性：用手轻轻推动框架的一个角，观察框架的变形程度（如 “明显晃动”“轻微晃动”“不晃动”），并在框架顶部中心放置小重物，记录能承载的最大重物数量； （3）制作加固框架 1（单对角线加固）：在另一个相同的矩形框架中，用 1 根吸管和 2 根橡皮筋添加一条对角线（连接矩形的两个对角），标记为 “单对角线组”； （4）测试单对角线框架稳定性：重复步骤（2）的测试，记录变形程度和最大承载重物数量； （5）制作加固框架 2（双对角线加固）：在第三个相同的矩形框架中，用 2 根吸管和 4 根橡皮筋添加两条交叉的对角线（连接矩形的两对对角），标记为 “双对角线组”； （6）测试双对角线框架稳定性：重复步骤（2）的测试，记录变形程度和最大承载重物数量； （7）对比分析：比较三组框架的测试结果，得出 “不同加固方式对矩形框架稳定性影响” 的结论。 实验记录：填写下表，记录实验过程与结果。 框架类型 变形程度（推动时） 顶部中心能承载的最大重物数量（个） 顶部中心能承载的最大重物数量（个） 未加固组（矩形框架） 单对角线组（添加 1 条对角线） 双对角线组（添加 2 条交叉对角线） 注意事项：________________________，________________________，____________________________________. 4.18 《建筑中的结构》同步练习作业 参考答案（含解析） 1.三角形；变形 解析：教学目标明确指出 “三角形框架最稳定，四边形、五边形易变形”，这是结构稳定性的核心知识点，考察对框架形状与稳定性关系的记忆。 2.对角线 解析：探究活动一 “让不稳定的框架变稳定” 实验表明，给矩形框架添加对角线，可将其分割成三角形，利用三角形稳定性增强框架稳固性，考察对加固方法的掌握。 3.底部 解析：探究活动一 “重物位置对纸筒稳定性的影响” 实验结论为 “重物放在底部，重心低，结构更稳定”，考察对重心位置与稳定性关系的认知。 4.圆柱 解析：探究活动二 “不同形状立柱的承载能力” 实验中，圆柱能将压力均匀分散到整个表面，承载能力最强，考察对立柱形状与承载能力关系的记忆。 5.榫卯 解析：拓展活动明确榫卯结构的特点是 “通过榫头与卯眼的凹凸契合连接，无需钉子加固”，是我国传统建筑智慧的体现，考察对传统结构的认知。 6.× 解析：三角形框架最稳定，用力拉不易变形；四边形框架易变形，稳定性差，两者稳定性差异显著，该题纠正 “三角形与四边形稳定性相同” 的错误认知，贴合框架稳定性知识点。 7.√ 解析：添加对角线后，矩形框架被分割成两个三角形，利用三角形的稳定性，框架会变得更稳固，这是探究活动一的核心结论，符合结构加固的科学原理。 8.× 解析：重物固定在纸筒上部会使重心升高，结构更容易倾倒；固定在底部时重心低，更稳定，该题纠正 “重心高更稳定” 的错误认知，贴合重心与稳定性的关系。 9.√ 解析：拱形结构的优势是 “将压力向两侧分散”，避免压力集中，因此承载能力比平面结构强，这是探究活动二 “拱形与平面结构对比” 的核心结论，符合承载能力的科学原理。 10.× 解析：榫卯结构通过 “榫头与卯眼的凹凸契合” 实现稳固连接，无需钉子或胶水，该题纠正 “依赖钉子” 的错误认知，贴合榫卯结构的特点。 11.A 解析：三角形框架最稳定，四边形、五边形框架易变形，这是实验验证的结论，考察对框架稳定性的判断。 12.B 解析：添加对角线能将矩形框架分割成三角形，增强稳定性；A（换细吸管）会降低框架强度，C（刷颜料）与稳定性无关，考察对加固方法的应用。 13.B 解析：重心越低，结构越稳定（如重物在底部）；重心越高，结构越容易倾倒，考察对重心与稳定性关系的理解。 14.B 解析：拱形桥洞利用 “拱形承载能力强” 的特点，能承载更多车辆和行人；A（矩形柜门）、C（方形桌面）均为平面结构，不涉及拱形原理，考察对拱形应用场景的判断。 15.C 解析：榫卯结构依靠凹凸契合连接，无需钉子或胶水，C 选项 “依赖现代胶水” 错误；A（传统特色）、B（凹凸契合）均符合榫卯结构特点，考察对榫卯结构的准确认知。 16.（1）三角形框架 —— 现代框架结构 —— 稳定性强，不容易变形； 圆柱立柱 —— 现代承载结构 —— 承载能力强，能分散压力到整个表面； 拱形结构 —— 现代承载结构 —— 利用三角形稳定性，增强框架稳固性（注：原表述修正为 “拱形结构 —— 现代承载结构 —— 承载能力强，能将压力向两侧分散” 更准确，此处以教学内容为准）； 薄壳结构（如国家大剧院）—— 现代特殊结构 —— 像鸡蛋壳一样，分散压力，承载能力强； 榫头与卯眼契合 —— 传统连接结构 —— 无钉连接，体现传统智慧，不易生锈 解析：该连线基于结构类型、特点与优势的对应关系，如三角形框架的稳定性、圆柱的承载能力、榫卯的传统智慧，覆盖核心知识点，考察对结构关联的理解。 （2） 自行车车架 —— 三角形稳定性 —— 保证骑行时框架不易变形； 拱桥桥洞 —— 拱形分散压力 —— 让桥梁能承载更多车辆和行人； 纸质喝水杯（圆柱形）—— 圆柱承载能力强 —— 方便手持，且能稳定放置液体； 故宫木质门窗 —— 榫卯结构 —— 不用钉子，依靠凹凸契合实现稳固连接； 国家大剧院屋顶 —— 薄壳结构 —— 分散屋顶重量，增强整体承载能力 解析：该连线结合生活实例与结构原理，如自行车车架利用三角形稳定、拱桥利用拱形分散压力，体现“结构原理服务于生活应用”的逻辑，考察对知识应用的掌握。 17.（1）三角形框架最稳定的原因：三角形的三条边相互支撑，受力时能将力均匀分散到三条边上，不易发生变形；例子：自行车车架、篮球架的支架、衣架的框架等（任举 1 例）。（2）圆柱立柱承载能力最强的原因：圆柱的侧面是弧形，能将顶部受到的压力均匀分散到整个圆柱表面，而不是集中在某一点，因此能承受更大重量；例子：建筑中的圆形立柱、纸质喝水杯、垃圾桶的圆柱形桶身等（任举 1 例）。 解析：该题需结合结构受力特点说明原因，再关联生活实例，体现 “原理 — 应用” 的逻辑，贴合教学重点中 “理解结构与功能关系” 的要求。 18.实验记录（示例，具体数据因人而异，合理即可） 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 $