5.2-5.3 桥梁的结构与制作、搭建一座简易人行浮桥-2025-2026学年八年级科学上册同步精讲精练（浙教版2024）

本讲义聚焦桥梁结构与工程核心知识点，系统梳理桥梁的组成与分类（主梁、桥墩等组成，梁式桥、拱桥等类型）、受力分析（荷载及不同桥型受力特点）、设计制作（考虑因素与过程）及浮桥搭建实践，形成从基础理论到工程应用的递进学习支架。 资料通过表格对比建构桥梁结构模型，结合例题（如凸凹形桥压力实验）培养推理论证能力，浮桥搭建实践中分工合作、成本控制、改进完善环节强化技术与工程实践能力。课中辅助教师引导学生理论联系实际，课后学生可通过训练题和案例回顾巩固知识，弥补不足。

第5章 建筑结构与工程 第2-3节 桥梁的结构与制作、搭建一座简易人行浮桥 ◆网络构建 ◆课本导学 一、桥梁的结构 二、桥梁的受力 三、桥梁的设计与制作 四、搭建人行浮桥 ◆解题突破 题型1 桥梁的结构与受力 题型2 搭建一座“桥梁” ◆基础训练 ◆强化训练 一、桥梁的结构 1.桥梁的组成：常见的桥梁一般由主梁、桥墩、桥台等组成。 主梁直接承受自身重力以及车辆等的重力，桥墩承受主梁向下的力并将力传到基座，桥台指桥的两端起支撑作用的部分。 2.桥梁的分类 分类 介绍 特点 图示 梁式桥 梁式桥是指采用梁或桁架梁作为主要承重结构的桥梁。在结构简单的桥梁中，工程师直接把主梁的两端架在桥台上 结构相对简单，主要由桥面、梁和支座组成。梁是桥梁的主体，直接承担桥梁的荷载，结构清晰，易于理解和设计 拱桥 拱桥是用拱圈或拱肋作为桥身主要承重结构的桥。 减轻了桥自身所受的重力，提升了泄洪能力。拱桥造型优美。 悬索桥 悬索桥通过索塔悬挂缆索，并将缆索锚固于两岸（或桥两端），从缆索上垂下吊杆，吊住桥面主梁。 最大特点是能够跨越非常大的跨度，通常适用于河流、海湾或峡谷等宽阔地形。 斜拉桥 斜拉桥是将主梁用许多根拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁。斜拉桥由承受拉力的桥塔、拉索和主梁组成 斜拉桥适用于跨越较大的水域或地形，斜拉桥的结构相对简单，直接连接主梁和索塔，施工和设计较为灵活 上图悬索桥是2016年建成通车的、主跨达900m的四渡河大桥，是目前在深山峡谷里修建的全球最长的悬索桥 上图斜拉桥是2016年建成通车的、主跨达720m的北盘江大桥，跨越云、贵两省交界的大峡谷，为全球最高的斜拉桥苏通长江大桥，主跨1088m，是世界上最长的斜拉桥之一 桁架：由许多杆件在其端点处相互连接起来，成为三角形的结构，这种架称为“桁架”。桁架桥是指用桁架梁作为主要承重结构的桥梁，它实际上是一种加固了的梁式桥。 【例1】下面桥梁类型是梁式桥的是（ ） A.斜拉桥 B.拱桥 C.悬索桥 D.梁式桥 二、桥梁的受力 1.荷载：我们把桥梁本身受到的重力以及它承载的车辆、行人等的重力统称为荷载。 2.桥梁受力的情况 分类 特点 图示 梁式桥的受力 在荷载的作用下，桥的主梁受到向下的作用力发生形变而向下弯曲，主梁就产生向上的弹力，支撑着梁上的物体 受力明确，梁式桥的受力主要通过梁的抗弯能力来实现 拱桥的受力 拱桥在竖直方向荷载作用下，对整座桥产生了一个指向桥台的挤压的力，把桥的拱部紧紧地挤压在一起。桥的拱部把受到的荷载传递至拱结构的两端，因此，基座不仅受到竖直向下的压力，也受到水平方向的力。从而，两侧基座会给拱形结构施加反作用力，即竖直向上的支持力和水平方向的力 拱桥的主要承重结构是拱圈。当桥梁承受荷载时，拱圈通过其弯曲的形状将荷载转化为沿拱圈的轴向压力。拱桥的拱顶部分通常集中较大的压力，而拱脚部分则承受较大的水平推力 悬索桥的受力 悬索桥用悬挂在两边索塔上的缆索作为主要承重结构，并在两岸修筑巨大的锚碇结构来固定缆索的两端。桥面主梁通过吊杆吊在缆索上，在竖直方向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受拉力，支撑着桥的主梁 斜拉桥的受力 斜拉桥将多根缆索的一端固定在索塔上，另一端拉着桥的主梁。荷载通过缆索传至索塔，再通过索塔传至桥的基座。与悬索桥相比，斜拉桥在荷载作用下的结构形变小，且其抵抗风的能力比悬索桥强 【注】梁式桥因其结构简单、跨度适中，非常适合用于城市中的跨河桥、立交桥等 ◆教材<实践活动>（见教材第203页） 5.绳子的两端必须拉紧，是因为张力是悬索桥能够承受荷载的关键。张力不足会导致桥面下垂，无法承受重物，甚至可能导致结构失效。 ◆教材<思考与讨论>（见教材第204页） 斜拉桥索塔建得高有助于提高桥梁的跨度能力、稳定性以及斜拉索的优化布置，同时也能增强视觉效果。然而，索塔的高度并非越高越好，需要在多个因素之间进行权衡和优化，以确保桥梁的经济性、施工可行性以及环境适应性。斜拉桥的受力图| 【例2】（1）对比如图中两种结构的桥，____的承重力更大（选填字母序号）。 （2）这种桥能承受更大压力的秘密是____。 A.用料多 B.选择了特别的材料 C.能分散压力，抵住外推力 三、桥梁的设计与制作 1.桥梁的作用：桥梁的作用是帮助人们跨越河流峡谷等自然屏障，桥梁的跨度、所能承受的荷载要有一定要求。 2.结构设计考虑因素：明确设计目标、需要解决的问题和解决问题需要考虑的主要因素，同时还要考虑结构的安全性、强度、稳定性、适用性、成本等。 3.结构设计的一般过程：明确内容→制订设计方案→制作模型或原型→优化与完善 ◆教材<工程实践>（见教材第206页）桥梁模型的制作与研究 目标 依据条件设计和制作高承重、有创意的桥梁模型，对桥梁模型进行测试，并开展相关实验探究 器材 过程 1.确定标准：依据选用的材料对桥梁的长度、宽度等基本参数设定标准，并填写补充到表中。表桥梁模型的建造标准 2.设计方案：如下设计图 3.制作桥梁 4.测试评价：记录表格 5.实验探究 【例3】三名同学分别用一张16开的白纸和两个相距10cm的桥墩搭一座纸桥。能在纸桥上放棋子最多的是（ ） A.把纸折成双层 B.把纸折成“W”形 C.把纸直接放平 四、搭建人行浮桥 目标 1.根据浮桥设计要求，定义工程验收标准，设计浮桥施工图纸，培养应用创新思维。 2.通过浮桥的设计与制作过程，初步认识工程的关键是设计，工程是设计方案物化的结果。 3.增强成本控制意识，提高浮桥的性价比；运用科学知识和计算思维，确保浮桥的安全性和稳定性；运用批判性思维，根据实际反馈，不断迭代改进浮桥。 器材 准备器材表： 材料 规格（每个） 单价 数量 材料 规格（每个） 单价 数量 桶装水 空桶 体积：19L 质量：800g 高度：50cm 15元/个 36 长扎带 长度：1.2m 长度：1m 长度：0.8m 1元/根 20 饮料瓶1 体积：1.5L 质量：40g 0.5元/个 10 短扎带 长度：25cm 长度：30cm 0.5元/根 15 饮料瓶2 体积：500mL 质量：20g 4个/1组 1元/组 5 木条 长度：1.2m 长度：1m 长度：0.8m 2.5元/根 10 宽胶带 宽度：5.5cm 长度：60m 20元/卷 3 复合板 任意规格 3元/块 3 过程 1.明确问题。运用阿基米德原理和力学相关知识，利用身边的简易材料，用较低的成本搭建一座长6m、可供一位约70kg的人安全通行的浮桥，浮桥要具有稳定性和牢固性。 2.设计方案。（1）分工讨论。由于浮桥搭建工程比较复杂，全班分成6个小组，每个小组一张采购单（提供100元资金），每组负责建造1m长的浮桥。将小组的分工安排填写在表中，项目总监组织讨论浮箱的设计。 浮桥搭建分工安排表 分工 项目总监 采购员 绘图师 工程师（3 - 4名） 职责 负责人员分配，组织讨论，督促项目实施，辅助工程师搭建浮桥，汇报浮桥的优缺点 统计需要用到的材料，用代金券去老师处采购；负责材料的整理及多余材料的处理 汇总小组意见，根据计算得出的材料数量，绘制图纸 给设计提建议，按设计方案组织成员搭建浮桥（搭建完成时，1名工程师与项目总监请老师验收浮桥） 负责人 李磊 晓红、小明 王星、欣欣 小佳 （2）绘制图纸。根据讨论结果，确定浮桥搭建方案，画出设计草图（工程图纸需要标注尺寸和材料名称）。 3.实施计划。 （1）选择材料。根据图纸确定材料的数量，填好材料采购单。 （2）采购材料。采购员凭采购单进行材料采购，并免费领取所需的建造工具。 （3）搭建浮桥。根据浮桥设计图进行搭建，记录建造浮桥所用的时间。 4.检验作品。搭建完毕，对搭建的浮桥进行检测。检测标准如下（每条标准根据好、中、差分别记3、2、1分）： ①承重性：这段浮桥至少能承载一个人（承载质量越大，得分越高）。 ②经济性：采购单上的费用不超过100元（用钱越少，得分越高）。 ③稳定性：验收员能稳定站立于浮桥之上（站立时间越长，得分越高）。 ④牢固性：不散架和变形（零件掉落越少，不变形，得分越高）。 ⑤功效性：搭建时间不超过20min（所用时间越短，得分越高）。 5.改进完善。在检测员检测浮桥的过程中，项目总监及时地发现和记录浮桥存在的缺陷，对存在的问题组织讨论，也可以对比其他小组的浮桥，改进作品，找到解决方案，并将讨论结果记录在表中。 问题解决记录表 浮桥存在的问题 改进方案 1 连接方式不牢固 需要用铁丝将桶装水空桶固定在一起，形成更稳固的桥体结构 2 稳定性差，空桶的排列方式可能不够稳固，容易因水流、风力或行人移动而发生倾斜、翻转或断裂 在浮桥的两端设置固定点（如锚点 ），防止浮桥被水流冲走。在桥体两侧增加侧向支撑（如浮筒或框架 ），提高抗侧翻能力 3 浮力不足，桶装水空桶的浮力有限，尤其是空桶的浮力较小，难以支撑较大的重量 使用更多桶装水空桶，并确保它们完全密封，避免进水影响浮力 6.发布成果。 经过对作品的修改和完善之后，展示和发布成果。 （1）设计图纸展评。设计图纸包括设计意图、设计特色、小组设计制作过程中的感悟等。 （2）浮桥改建连接。根据完善的方案进行改建，全班把各组的短浮桥连接成一座长6m的浮桥，并在浮桥上铺设木板，搭建成一座可供人行走的临时浮桥。 （3）使用最优浮桥。对本年级各班的浮桥进行评比，最好的浮桥永久保留，并在需要时供人通行。 反思 在整个浮桥搭建工程实践过程中，你遇到了哪些困难？又是如何克服困难的？搭建浮桥的过程中有哪些收获？ 解题突破 ◆题型1 桥梁的结构与受力 【例1】小明发现生活中的桥千差万别，各具特色，如图甲所示。桥有些是平板桥，有些是向上凸起的凸形桥，也有些是向下凹的凹形桥。这引起了他的思考：所有桥梁的功能都是有利于人和车辆的通行，那么汽车行驶时对凸形桥和凹形桥的压力一样吗？哪种桥容易被压坏？ 为此小明将汽车通行凸形桥和凹形桥的运动路径简化为曲线轨道，并构建了图乙所示的模型，A点是凸形桥的最高点，B点是凹形桥的最低点。先固定轨道，再将压力传感器固定在A、B两点的下面。如图丙所示，汽车通过时压力显示器就显示出压力的大小了。他猜想：汽车通过不同形状的桥时对桥的压力，可能与汽车的质量、汽车过桥的速度大小、桥面的粗糙程度、A、B两点所在曲线轨道（可以看成是圆的一部分）的半径等因素有关。小明让玩具小车通过图乙的曲线轨道（玩具小车通过轨道时不会压坏轨道），这就模拟了汽车通过凸形桥、凹形桥的情景。 请回答下列问题： （1）玩具小车在图乙的曲线轨道匀速前进，它的运动状态是____________（选填“改变”或“不变”）的。 （2）玩具小车对桥的压力和桥对玩具小车的支持力是一对____________（选填“平衡力”或“相互作用力”）。 （3）实验时，小明让玩具小车在轨道上以相同的速度通过A、B两点，收集到压力显示器显示的数据如下表所示。分析下表数据可以得到结论： ①分析1、4（或2、5或3、6）次实验数据，可以得出结论：玩具小车通过A点或B点时，玩具小车对桥面的压力与玩具小车的____________________________有关； ②分析1、2、3次实验数据可以得出结论：玩具小车通过A点或B点时，玩具小车对桥面的压力与玩具小车的____________________有关； ③由表中数据可知，一定质量的小车以相同的速度通过A点或B点时，容易压坏桥的是________（选填“A”或“B”）点。 实验次数 小车速度v/（m・s⁻¹） 玩具小车的 重力G/N 玩具小车对凸形桥 A点压力F₁/N 玩具小车对凹形桥 B点压力F₂/N 1 v₁ 2.00 1.80 2.40 2 v₂ 2.00 1.60 2.80 3 v₃ 2.00 1.50 3.00 4 v₁ 3.00 2.70 3.60 5 v₂ 3.00 2.40 4.20 6 v₃ 3.00 2.25 4.50 【提示】①分析1、4（或2、5或3、6）次实验数据，小车的速度相等，重力不同，对凸（凹）形桥同一点的压力不同，说明玩具小车对桥面的压力与玩具小车的重力有关； ②分析1、2、3次实验数据，小车的重力相同，速度不相等，对凸（凹）形桥同一点的压力不同，说明玩具小车对桥面的压力与玩具小车的速度有关； ③分析表中任意一次实验数据可知，当重力、速度相同时，玩具小车对B点的压力更大，所以容易压坏桥的是B点。 【变式训练1】我们来造桥。 完成下面桥梁设计投标书。 桥梁设计透视图 桥梁类型 ____________________________________ 设计优点 ____________________________________ 桥梁规格 （省略） 承重措施 有4个强大的____________，保证通过____________分散桥面承重 （2）将一张普通A4纸弯折成拱形并抓住两端（A图），与A4纸直接搭成的桥面（B图）对比承重能力强弱。下面结论正确的是________。 a.A图的承重能力强 b.B图的承重能力强 c.A图和B图的承重能力都一样 ◆题型2 搭建一座“桥梁” 【例2】小科和同伴决定共同建造一座“桥”。要求能跨越20cm的峡谷，桥面宽度大于10cm，至少能承重200g。 （1）小组合作设计制作“桥梁”，有五个环节：①明确问题；②设计方案；③改进完善；④实施计划；⑤检验作品。顺序依次是______。 A.①②④⑤③ B.①⑤②④③ C.①④②⑤③ D.①④⑤③② （2）小科发现当初在设计时，桥面的宽度刚好设计为10cm，而其实际宽度还有很大的空间，因此，小科提出了他的问题并进行了对比实验。他提出的问题是______。 A.桥面的承重能力是否和跨度有关？ B.桥面的承重能力是否和桥面宽度有关？ C.桥面的承重能力是否和桥面长度有关？ D.桥面的承重能力是否和桥面材料有关？ （3）上述对比实验中改变的条件为____________，不变的条件为____________、____________等。 （4）如图为小科组第一次设计的“桥”结构图，将质量为200g的小车放置在桥面上，这个过程叫作____________。结果发现，该桥并不能承载200g的小车，因此小组需要进行____________，直到达到要求。 （5）经过第一次改进，桥面宽度加宽后，能够承载200g的小车，因此得出结论：______ ______________________________。 【变式训练2】造一座桥 在某劳动实践基地里有一处开心农场和创客体验中心，两者之间有一条跨度为1m的水沟，为方便参观者进出，基地计划在两者之间搭一座桥，决定向八年级同学公开招标。要求：桥面的宽度不小于0.5m，小桥安全、美观、价廉。小明组想参加此次竞标。聪明的你，请为小明组出主意。 （1）你认为小明组首先应该做的事情是______。 A.选址 B.设计 C.测试 D.做模型 （2）要造一座桥，你认为需要先后经历______→______→______→______→______。（均填字母） A.在限制条件下进行设计 B.制作一个模型 C.明确一个要解决的问题 D.实施建设 E.测试这个模型，评估并改进 （3）小明给小组提出如下建议，你认为不正确的是______。 A.可以先调研周围桥梁的结构特点 B.改进设计方案时，要分析梳理问题，反思交流 C.制作竞标书时，小组所有成员的意见都要记录在上面，不要筛选、处理 D.在制作过程中，发现问题后要经小组研讨交流后进行处理，避免个人随意修改 【方法总结】要确定实验结果与某个因素有关，需要改变这个因素并保证其他因素不变。 1.世界上任何事物都存在结构，不同材料构成的结构其强度各不相同。下列材料最适合用于建造桥梁的支撑结构的是（ ） A.木材 B.塑料 C.钢材 D.玻璃 2.桥梁按其结构和受力特点可分为多种类型，以下桥梁是以梁或桁架梁作为主要承重结构的是（ ） A.梁式桥 B.拱桥 C.悬索桥 D.斜拉桥 3.以下是小江所在的项目化学习小组设计的一座可拆卸式人行浮桥。 项目背景 浙江曹娥江支流景区计划在汛期（7~9月）搭建一座可拆卸式人行浮桥，连接被淹没的观景步道。 项目器材 （1）浮体单元：浮筒（单价159元/个，承重120kg），采用直径0.6m×1m规格，材料环保无污染。 （2）桥面结构：竹木复合板，每块尺寸2m×0.3m×0.03m，单价30元/块，材料环保无污染。 （3）锚固系统：尼龙锚链（单价10元/m，抗拉力800kg），松木桩（直径20cm，单价80元/根），材料环保无污染且可回收。 项目设计与实施 （1）浮桥参数要求：①跨度：20m；②宽度：1.2m（满足单人通行）；③承重：5人同时通行（人均80kg，总荷载500kg）。 （2）浮桥总成本估算：①浮体单元：为确保在浮桥受损的情况下仍能维持浮桥的安全性，浮桥的浮体单元所需承受的最大浮力应超出基础浮力需求的25%，故浮力单元总需浮力_______N，至少需要配置______个浮筒。（g取10N/kg） ②桥面结构：至少需要_______块竹木复合板。 ③锚固系统：需要尼龙锚链60m，松木桩6根。 ④总成本估算：至少需要的材料合计_______元。 （3）小江绘制的浮桥设计图如下： 项目实施及调试 （1）浮筒布局：沿桥长方向布置浮筒，______（填“横向”或“竖向”）排列增强稳定性。 （2）桥面固定：沿桥长方向横向排列竹木复合板铺设在浮筒顶部，通过螺栓与浮筒连接，接缝处填充防水胶。 （3）锚固系统：在两岸及两岸中间的位置打入松木桩，每侧放一根尼龙锚链，使其与松木桩呈45°斜拉，便于固定浮桥。 （4）项目改进：小江通过搭建好的人行浮桥时发现桥面晃动明显，请你给出一条增加桥稳定性的方案：____________________________________。 项目评价与反思 该学习小组制作的项目评价量表如下所示： 评价指标 优秀 良好 待改进 安全性 结构稳固，防滑性好，无安全隐患 结构基本稳固，防滑性一般，无大隐患 结构不稳固，易滑，存在安全隐患 实用性 通行顺畅，承载能力强，适应多种需求 通行较顺畅，承载能力适中 通行困难，承载能力不足 经济环保 低成本、高环保，材料可回收利用 成本适中，无污染，部分材料可回收 成本高，材料不可回收，存在污染风险 （1）对浮桥进行测试时，其“安全性”指标被评价为良好，“实用性”指标被评价为良好。已知项目资金为6500元，请你结合评价量表，分析小江设计的浮桥的“经济环保”应评价的等级为______（填“优秀”“良好”或“待改进”），并说明理由：______________________________ ____________________________________。 （2）降低成本：浮筒可以用废旧轮胎替代。已知废旧轮胎承重80kg/个，回收成本约20元/个，使用废旧轮胎时，需要配置___个废旧轮胎，可以节省_____元。 （3）提升安全性：由于有汛期，还需要进一步测试抗风浪的侧向稳定性，可在浮筒两侧加装_______________（填工序涉及的器材）作为防撞缓冲，降低侧倾风险。 搭建一座简易人行浮桥 （一）小明和同伴要共同设计建造一座“桥”。要求“桥能跨越35cm宽的峡谷，桥面宽度大于10cm，能承重200g的车辆”。图甲是他们设计的结构图。 甲 （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（ ） A.保持不变 B.比原来强 C.比原来弱 D.无法判断 （2）如图甲所示，他们在设计中采用了拱形结构，最主要的目的是（ ） 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 （3）小组合作设计“桥梁”时，通常经历四个环节：①明确设计任务；②共同设计方案；③完善设计方案；④交流初步想法。这四个环节的顺序依次是（ ） A.①→②→③→④ B.①→③→②→④ C.①→④→②→③ D.①→④→③→② （4）当桥面承受向下的压力时，力是如何传递的？请在图乙中用箭头线画出。 乙 （5）小明在桥面与拱架之间设计了更多的立柱。立柱的数量会影响桥面的承重力吗？为什么？ （二）小刚将小明的“桥梁”结构设计图（图甲）倒过来，并做了一些改变，如图丙所示。 丙 （6）图丙所示的桥梁主体结构，可称为（ ） A.反拱形结构 B.三角形结构 C.框架结构 D.悬索结构 （7）如果缩短两桥塔之间的距离，其他都不变，那么桥面的承重能力（ ） A.保持不变 B.比原来强 C.比原来弱 D.无法判断 （8）如图丙所示，吊杆在桥梁中的最主要作用是（ ） A.使桥梁变得更美观 B.用于安装路灯 C.防止车辆冲出路面 D.将桥面压力传递到缆索 （9）小刚在设计中改变桥塔的整体高度，分别设计出下列四种桥梁。其中，桥面承重能力最强的是（ ） A.①号设计 B.②号设计 C.③号设计 D.④号设计 丁 （10）用对比实验来研究“桥塔高度对桥面承重能力的影响”，图丁所示的四种桥梁设计图中，最合理的选择是（ ） A.①号设计和②号设计 B.①号设计和③号设计 C.①号设计和④号设计 D.②号设计和④号设计 （三）小明查阅资料发现河道里、海岸边的浮筒可以用来安装航标灯、制作活动码头、打捞水中的物体等。某浮筒产品的规格是： 长×宽×高 质量 空载吃水深度 安全使用吃水深度 承载极限吃水深度 （11）现用500个这样的浮筒做成浮桥，则该浮桥在河水中最大承载质量为______kg。（g取10N/kg） （12）浮桥空载时分别平放到河水中和海水中，下表面受到的液体压强分别为和，则______ （填“>”“<”或“=”）。 1 / 17 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5章 建筑结构与工程 第2-3节 桥梁的结构与制作、搭建一座简易人行浮桥 ◆网络构建 ◆课本导学 一、桥梁的结构 二、桥梁的受力 三、桥梁的设计与制作 四、搭建人行浮桥 ◆解题突破 题型1 桥梁的结构与受力 题型2 搭建一座“桥梁” ◆基础训练 ◆强化训练 一、桥梁的结构 1.桥梁的组成：常见的桥梁一般由主梁、桥墩、桥台等组成。 主梁直接承受自身重力以及车辆等的重力，桥墩承受主梁向下的力并将力传到基座，桥台指桥的两端起支撑作用的部分。 2.桥梁的分类 分类 介绍 特点 图示 梁式桥 梁式桥是指采用梁或桁架梁作为主要承重结构的桥梁。在结构简单的桥梁中，工程师直接把主梁的两端架在桥台上 结构相对简单，主要由桥面、梁和支座组成。梁是桥梁的主体，直接承担桥梁的荷载，结构清晰，易于理解和设计 拱桥 拱桥是用拱圈或拱肋作为桥身主要承重结构的桥。 减轻了桥自身所受的重力，提升了泄洪能力。拱桥造型优美。 悬索桥 悬索桥通过索塔悬挂缆索，并将缆索锚固于两岸（或桥两端），从缆索上垂下吊杆，吊住桥面主梁。 最大特点是能够跨越非常大的跨度，通常适用于河流、海湾或峡谷等宽阔地形。 斜拉桥 斜拉桥是将主梁用许多根拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁。斜拉桥由承受拉力的桥塔、拉索和主梁组成 斜拉桥适用于跨越较大的水域或地形，斜拉桥的结构相对简单，直接连接主梁和索塔，施工和设计较为灵活 上图悬索桥是2016年建成通车的、主跨达900m的四渡河大桥，是目前在深山峡谷里修建的全球最长的悬索桥 上图斜拉桥是2016年建成通车的、主跨达720m的北盘江大桥，跨越云、贵两省交界的大峡谷，为全球最高的斜拉桥苏通长江大桥，主跨1088m，是世界上最长的斜拉桥之一 桁架：由许多杆件在其端点处相互连接起来，成为三角形的结构，这种架称为“桁架”。桁架桥是指用桁架梁作为主要承重结构的桥梁，它实际上是一种加固了的梁式桥。 【例1】下面桥梁类型是梁式桥的是（ ） A.斜拉桥 B.拱桥 C.悬索桥 D.梁式桥 【答案】D 【解析】梁式桥是指采用梁或桁架梁作为主要承重结构的桥梁。梁式桥结构简单，适用于跨度小且交通量较小的场合。拱桥是用拱圈或拱肋作为桥身主要承重结构的桥，常见的有圆拱桥、扁拱桥、等截面拱桥等。斜拉桥是指通过斜拉索将桥面悬挂在桥塔上的桥梁，适用于跨度大的场合。悬索桥通过索塔悬挂缆索，并将缆索锚固于两岸。由以上可知，选项A是斜拉桥，B是拱桥，C是悬索桥，D是梁式桥。 二、桥梁的受力 1.荷载：我们把桥梁本身受到的重力以及它承载的车辆、行人等的重力统称为荷载。 2.桥梁受力的情况 分类 特点 图示 梁式桥的受力 在荷载的作用下，桥的主梁受到向下的作用力发生形变而向下弯曲，主梁就产生向上的弹力，支撑着梁上的物体 受力明确，梁式桥的受力主要通过梁的抗弯能力来实现 拱桥的受力 拱桥在竖直方向荷载作用下，对整座桥产生了一个指向桥台的挤压的力，把桥的拱部紧紧地挤压在一起。桥的拱部把受到的荷载传递至拱结构的两端，因此，基座不仅受到竖直向下的压力，也受到水平方向的力。从而，两侧基座会给拱形结构施加反作用力，即竖直向上的支持力和水平方向的力 拱桥的主要承重结构是拱圈。当桥梁承受荷载时，拱圈通过其弯曲的形状将荷载转化为沿拱圈的轴向压力。拱桥的拱顶部分通常集中较大的压力，而拱脚部分则承受较大的水平推力 悬索桥的受力 悬索桥用悬挂在两边索塔上的缆索作为主要承重结构，并在两岸修筑巨大的锚碇结构来固定缆索的两端。桥面主梁通过吊杆吊在缆索上，在竖直方向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受拉力，支撑着桥的主梁 斜拉桥的受力 斜拉桥将多根缆索的一端固定在索塔上，另一端拉着桥的主梁。荷载通过缆索传至索塔，再通过索塔传至桥的基座。与悬索桥相比，斜拉桥在荷载作用下的结构形变小，且其抵抗风的能力比悬索桥强 【注】梁式桥因其结构简单、跨度适中，非常适合用于城市中的跨河桥、立交桥等 ◆教材<实践活动>（见教材第203页） 5.绳子的两端必须拉紧，是因为张力是悬索桥能够承受荷载的关键。张力不足会导致桥面下垂，无法承受重物，甚至可能导致结构失效。 ◆教材<思考与讨论>（见教材第204页） 斜拉桥索塔建得高有助于提高桥梁的跨度能力、稳定性以及斜拉索的优化布置，同时也能增强视觉效果。然而，索塔的高度并非越高越好，需要在多个因素之间进行权衡和优化，以确保桥梁的经济性、施工可行性以及环境适应性。斜拉桥的受力图| 【例2】（1）对比如图中两种结构的桥，____的承重力更大（选填字母序号）。 （2）这种桥能承受更大压力的秘密是____。 A.用料多 B.选择了特别的材料 C.能分散压力，抵住外推力 【答案】（1）B （2）C 【解析】 （1）对比题图中两种结构的桥，左图A是梁式桥，右图B是拱桥，拱桥承重力更大。 （2）拱形承载重量时，能把压力向下和向外传递给相邻的部分，能分散压力，抵住外推力，拱形各部分相互挤压结合得更加紧密，因此拱桥能承受更大的压力。 三、桥梁的设计与制作 1.桥梁的作用：桥梁的作用是帮助人们跨越河流峡谷等自然屏障，桥梁的跨度、所能承受的荷载要有一定要求。 2.结构设计考虑因素：明确设计目标、需要解决的问题和解决问题需要考虑的主要因素，同时还要考虑结构的安全性、强度、稳定性、适用性、成本等。 3.结构设计的一般过程：明确内容→制订设计方案→制作模型或原型→优化与完善 ◆教材<工程实践>（见教材第206页）桥梁模型的制作与研究 目标 依据条件设计和制作高承重、有创意的桥梁模型，对桥梁模型进行测试，并开展相关实验探究 器材 过程 1.确定标准：依据选用的材料对桥梁的长度、宽度等基本参数设定标准，并填写补充到表中。表桥梁模型的建造标准 2.设计方案：如下设计图 3.制作桥梁 4.测试评价：记录表格 5.实验探究 【例3】三名同学分别用一张16开的白纸和两个相距10cm的桥墩搭一座纸桥。能在纸桥上放棋子最多的是（ ） A.把纸折成双层 B.把纸折成“W”形 C.把纸直接放平 【答案】B 【解析】在这三种形状的桥面中，“W”形纸桥承受力最大，因为把形状变成“W”形，不但改变了材料的厚度，也改变了材料的结构，大大增加了材料的抗弯曲能力。 四、搭建人行浮桥 目标 1.根据浮桥设计要求，定义工程验收标准，设计浮桥施工图纸，培养应用创新思维。 2.通过浮桥的设计与制作过程，初步认识工程的关键是设计，工程是设计方案物化的结果。 3.增强成本控制意识，提高浮桥的性价比；运用科学知识和计算思维，确保浮桥的安全性和稳定性；运用批判性思维，根据实际反馈，不断迭代改进浮桥。 器材 准备器材表： 材料 规格（每个） 单价 数量 材料 规格（每个） 单价 数量 桶装水 空桶 体积：19L 质量：800g 高度：50cm 15元/个 36 长扎带 长度：1.2m 长度：1m 长度：0.8m 1元/根 20 饮料瓶1 体积：1.5L 质量：40g 0.5元/个 10 短扎带 长度：25cm 长度：30cm 0.5元/根 15 饮料瓶2 体积：500mL 质量：20g 4个/1组 1元/组 5 木条 长度：1.2m 长度：1m 长度：0.8m 2.5元/根 10 宽胶带 宽度：5.5cm 长度：60m 20元/卷 3 复合板 任意规格 3元/块 3 过程 1.明确问题。运用阿基米德原理和力学相关知识，利用身边的简易材料，用较低的成本搭建一座长6m、可供一位约70kg的人安全通行的浮桥，浮桥要具有稳定性和牢固性。 2.设计方案。（1）分工讨论。由于浮桥搭建工程比较复杂，全班分成6个小组，每个小组一张采购单（提供100元资金），每组负责建造1m长的浮桥。将小组的分工安排填写在表中，项目总监组织讨论浮箱的设计。 浮桥搭建分工安排表 分工 项目总监 采购员 绘图师 工程师（3 - 4名） 职责 负责人员分配，组织讨论，督促项目实施，辅助工程师搭建浮桥，汇报浮桥的优缺点 统计需要用到的材料，用代金券去老师处采购；负责材料的整理及多余材料的处理 汇总小组意见，根据计算得出的材料数量，绘制图纸 给设计提建议，按设计方案组织成员搭建浮桥（搭建完成时，1名工程师与项目总监请老师验收浮桥） 负责人 李磊 晓红、小明 王星、欣欣 小佳 （2）绘制图纸。根据讨论结果，确定浮桥搭建方案，画出设计草图（工程图纸需要标注尺寸和材料名称）。 3.实施计划。 （1）选择材料。根据图纸确定材料的数量，填好材料采购单。 （2）采购材料。采购员凭采购单进行材料采购，并免费领取所需的建造工具。 （3）搭建浮桥。根据浮桥设计图进行搭建，记录建造浮桥所用的时间。 4.检验作品。搭建完毕，对搭建的浮桥进行检测。检测标准如下（每条标准根据好、中、差分别记3、2、1分）： ①承重性：这段浮桥至少能承载一个人（承载质量越大，得分越高）。 ②经济性：采购单上的费用不超过100元（用钱越少，得分越高）。 ③稳定性：验收员能稳定站立于浮桥之上（站立时间越长，得分越高）。 ④牢固性：不散架和变形（零件掉落越少，不变形，得分越高）。 ⑤功效性：搭建时间不超过20min（所用时间越短，得分越高）。 5.改进完善。在检测员检测浮桥的过程中，项目总监及时地发现和记录浮桥存在的缺陷，对存在的问题组织讨论，也可以对比其他小组的浮桥，改进作品，找到解决方案，并将讨论结果记录在表中。 问题解决记录表 浮桥存在的问题 改进方案 1 连接方式不牢固 需要用铁丝将桶装水空桶固定在一起，形成更稳固的桥体结构 2 稳定性差，空桶的排列方式可能不够稳固，容易因水流、风力或行人移动而发生倾斜、翻转或断裂 在浮桥的两端设置固定点（如锚点 ），防止浮桥被水流冲走。在桥体两侧增加侧向支撑（如浮筒或框架 ），提高抗侧翻能力 3 浮力不足，桶装水空桶的浮力有限，尤其是空桶的浮力较小，难以支撑较大的重量 使用更多桶装水空桶，并确保它们完全密封，避免进水影响浮力 6.发布成果。 经过对作品的修改和完善之后，展示和发布成果。 （1）设计图纸展评。设计图纸包括设计意图、设计特色、小组设计制作过程中的感悟等。 （2）浮桥改建连接。根据完善的方案进行改建，全班把各组的短浮桥连接成一座长6m的浮桥，并在浮桥上铺设木板，搭建成一座可供人行走的临时浮桥。 （3）使用最优浮桥。对本年级各班的浮桥进行评比，最好的浮桥永久保留，并在需要时供人通行。 反思 在整个浮桥搭建工程实践过程中，你遇到了哪些困难？又是如何克服困难的？搭建浮桥的过程中有哪些收获？ 解题突破 ◆题型1 桥梁的结构与受力 【例1】小明发现生活中的桥千差万别，各具特色，如图甲所示。桥有些是平板桥，有些是向上凸起的凸形桥，也有些是向下凹的凹形桥。这引起了他的思考：所有桥梁的功能都是有利于人和车辆的通行，那么汽车行驶时对凸形桥和凹形桥的压力一样吗？哪种桥容易被压坏？ 为此小明将汽车通行凸形桥和凹形桥的运动路径简化为曲线轨道，并构建了图乙所示的模型，A点是凸形桥的最高点，B点是凹形桥的最低点。先固定轨道，再将压力传感器固定在A、B两点的下面。如图丙所示，汽车通过时压力显示器就显示出压力的大小了。他猜想：汽车通过不同形状的桥时对桥的压力，可能与汽车的质量、汽车过桥的速度大小、桥面的粗糙程度、A、B两点所在曲线轨道（可以看成是圆的一部分）的半径等因素有关。小明让玩具小车通过图乙的曲线轨道（玩具小车通过轨道时不会压坏轨道），这就模拟了汽车通过凸形桥、凹形桥的情景。 请回答下列问题： （1）玩具小车在图乙的曲线轨道匀速前进，它的运动状态是____________（选填“改变”或“不变”）的。 （2）玩具小车对桥的压力和桥对玩具小车的支持力是一对____________（选填“平衡力”或“相互作用力”）。 （3）实验时，小明让玩具小车在轨道上以相同的速度通过A、B两点，收集到压力显示器显示的数据如下表所示。分析下表数据可以得到结论： ①分析1、4（或2、5或3、6）次实验数据，可以得出结论：玩具小车通过A点或B点时，玩具小车对桥面的压力与玩具小车的____________________________有关； ②分析1、2、3次实验数据可以得出结论：玩具小车通过A点或B点时，玩具小车对桥面的压力与玩具小车的____________________有关； ③由表中数据可知，一定质量的小车以相同的速度通过A点或B点时，容易压坏桥的是________（选填“A”或“B”）点。 实验次数 小车速度v/（m・s⁻¹） 玩具小车的 重力G/N 玩具小车对凸形桥 A点压力F₁/N 玩具小车对凹形桥 B点压力F₂/N 1 v₁ 2.00 1.80 2.40 2 v₂ 2.00 1.60 2.80 3 v₃ 2.00 1.50 3.00 4 v₁ 3.00 2.70 3.60 5 v₂ 3.00 2.40 4.20 6 v₃ 3.00 2.25 4.50 【答案】（1）改变 （2）相互作用力 （3）①重力 ②速度 ③B 【解析】（1）玩具小车在题图乙的曲线轨道匀速前进，速度大小不变，但运动方向改变，所以它的运动状态是改变的。 （2）玩具小车对桥的压力和桥对玩具小车的支持力大小相等、方向相反、作用在不同物体上，是一对相互作用力。 【提示】①分析1、4（或2、5或3、6）次实验数据，小车的速度相等，重力不同，对凸（凹）形桥同一点的压力不同，说明玩具小车对桥面的压力与玩具小车的重力有关； ②分析1、2、3次实验数据，小车的重力相同，速度不相等，对凸（凹）形桥同一点的压力不同，说明玩具小车对桥面的压力与玩具小车的速度有关； ③分析表中任意一次实验数据可知，当重力、速度相同时，玩具小车对B点的压力更大，所以容易压坏桥的是B点。 【变式训练1】我们来造桥。 完成下面桥梁设计投标书。 桥梁设计透视图 桥梁类型 ____________________________________ 设计优点 ____________________________________ 桥梁规格 （省略） 承重措施 有4个强大的____________，保证通过____________分散桥面承重 （2）将一张普通A4纸弯折成拱形并抓住两端（A图），与A4纸直接搭成的桥面（B图）对比承重能力强弱。下面结论正确的是________。 a.A图的承重能力强 b.B图的承重能力强 c.A图和B图的承重能力都一样 【答案】（1）悬索桥 跨度大（自重轻） 支柱（或桥墩） 缆索 （2）a ◆题型2 搭建一座“桥梁” 【例2】小科和同伴决定共同建造一座“桥”。要求能跨越20cm的峡谷，桥面宽度大于10cm，至少能承重200g。 （1）小组合作设计制作“桥梁”，有五个环节：①明确问题；②设计方案；③改进完善；④实施计划；⑤检验作品。顺序依次是______。 A.①②④⑤③ B.①⑤②④③ C.①④②⑤③ D.①④⑤③② （2）小科发现当初在设计时，桥面的宽度刚好设计为10cm，而其实际宽度还有很大的空间，因此，小科提出了他的问题并进行了对比实验。他提出的问题是______。 A.桥面的承重能力是否和跨度有关？ B.桥面的承重能力是否和桥面宽度有关？ C.桥面的承重能力是否和桥面长度有关？ D.桥面的承重能力是否和桥面材料有关？ （3）上述对比实验中改变的条件为____________，不变的条件为____________、____________等。 （4）如图为小科组第一次设计的“桥”结构图，将质量为200g的小车放置在桥面上，这个过程叫作____________。结果发现，该桥并不能承载200g的小车，因此小组需要进行____________，直到达到要求。 （5）经过第一次改进，桥面宽度加宽后，能够承载200g的小车，因此得出结论：______ ______________________________。 【答案】（1）A （2）B （3）桥面宽度跨度桥面长度 （4）测试改进 （5）增加桥面宽度，可以增加桥的承重能力 【解析】（1）小组合作设计制作“桥梁”的步骤：①明确问题；②设计方案；④实施计划；⑤检验作品；③改进完善。答案为A。 （2）小科提出的问题与桥面的宽度有关，所以是桥面的承重能力是否和桥面宽度有关，并进行对比实验。答案为B。 （3）探究桥面的承重能力是否和桥面宽度有关时，该对比实验中改变的条件为桥面宽度，不变的条件为跨度、桥面长度等。 （4）“桥梁”搭建好后，要根据设计要求进行测试，题图为小科组第一次设计的“桥”结构图，将质量为200g的小车放置在桥面上，这个过程叫作测试。结果发现，该桥并不能承载200g的小车，因此小组需要进行改进，直到达到要求。 （5）经过第一次改进，桥面宽度加宽后，能够承载200g的小车，因此得出结论：增加桥面宽度，可以增加桥的承重能力。 【变式训练2】造一座桥 在某劳动实践基地里有一处开心农场和创客体验中心，两者之间有一条跨度为1m的水沟，为方便参观者进出，基地计划在两者之间搭一座桥，决定向八年级同学公开招标。要求：桥面的宽度不小于0.5m，小桥安全、美观、价廉。小明组想参加此次竞标。聪明的你，请为小明组出主意。 （1）你认为小明组首先应该做的事情是______。 A.选址 B.设计 C.测试 D.做模型 （2）要造一座桥，你认为需要先后经历______→______→______→______→______。（均填字母） A.在限制条件下进行设计 B.制作一个模型 C.明确一个要解决的问题 D.实施建设 E.测试这个模型，评估并改进 （3）小明给小组提出如下建议，你认为不正确的是______。 A.可以先调研周围桥梁的结构特点 B.改进设计方案时，要分析梳理问题，反思交流 C.制作竞标书时，小组所有成员的意见都要记录在上面，不要筛选、处理 D.在制作过程中，发现问题后要经小组研讨交流后进行处理，避免个人随意修改 【方法总结】要确定实验结果与某个因素有关，需要改变这个因素并保证其他因素不变。 【答案】（1）A（2）CABED（3）C 【解析】（1）工程建造的过程：选址→设计→做模型→测试。小明组首先应该做的事情是选址。 （2）完成一项工程要经历重要的工作阶段，包括明确一个要解决的问题；在限制条件下进行设计；制作一个模型；测试这个模型，评估并改进；再重新设计建立模型，再测试，再改进完善。循环往复，直到设计达到各种限制条件的要求，才开始实施建设。所以工程建设的一般步骤包括：明确一个要解决的问题、在限定条件下进行设计、制作一个模型（画出或写出解决方案）、测试这个模型，评估并改进、实施建设。 （3）小明组可以先调研周围桥梁的结构特点，改进设计方案时，要分析梳理问题，反思交流，在制作过程中，发现问题后要经小组研讨交流后进行处理，避免个人随意修改，A、B、D做法正确；制作竞标书时，小组所有成员的意见不需要都记录在上面，要进行筛选、处理，C做法错误。 1.世界上任何事物都存在结构，不同材料构成的结构其强度各不相同。下列材料最适合用于建造桥梁的支撑结构的是（ ） A.木材 B.塑料 C.钢材 D.玻璃 【答案】C 【解析】桥梁支撑结构需具备高强度、高耐久性和承重能力：钢材强度大、韧性好，能承受巨大压力和拉力，适合作为桥梁支撑结构。木材强度低、易腐蚀，塑料承重能力弱，玻璃脆性大，均不符合桥梁支撑的要求，故选择C。 2.桥梁按其结构和受力特点可分为多种类型，以下桥梁是以梁或桁架梁作为主要承重结构的是（ ） A.梁式桥 B.拱桥 C.悬索桥 D.斜拉桥 【答案】A 【解析】根据桥梁结构分类，梁式桥以梁或桁架梁为主要承重结构，结构简单，适用于中小跨度；拱桥以拱圈为主要承重结构，悬索桥以缆索为主要承重结构，斜拉桥以拉索和桥塔为主要承重结构，故答案为A。 3.以下是小江所在的项目化学习小组设计的一座可拆卸式人行浮桥。 项目背景 浙江曹娥江支流景区计划在汛期（7~9月）搭建一座可拆卸式人行浮桥，连接被淹没的观景步道。 项目器材 （1）浮体单元：浮筒（单价159元/个，承重120kg），采用直径0.6m×1m规格，材料环保无污染。 （2）桥面结构：竹木复合板，每块尺寸2m×0.3m×0.03m，单价30元/块，材料环保无污染。 （3）锚固系统：尼龙锚链（单价10元/m，抗拉力800kg），松木桩（直径20cm，单价80元/根），材料环保无污染且可回收。 项目设计与实施 （1）浮桥参数要求：①跨度：20m；②宽度：1.2m（满足单人通行）；③承重：5人同时通行（人均80kg，总荷载500kg）。 （2）浮桥总成本估算：①浮体单元：为确保在浮桥受损的情况下仍能维持浮桥的安全性，浮桥的浮体单元所需承受的最大浮力应超出基础浮力需求的25%，故浮力单元总需浮力_______N，至少需要配置______个浮筒。（g取10N/kg） ②桥面结构：至少需要_______块竹木复合板。 ③锚固系统：需要尼龙锚链60m，松木桩6根。 ④总成本估算：至少需要的材料合计_______元。 （3）小江绘制的浮桥设计图如下： 项目实施及调试 （1）浮筒布局：沿桥长方向布置浮筒，______（填“横向”或“竖向”）排列增强稳定性。 （2）桥面固定：沿桥长方向横向排列竹木复合板铺设在浮筒顶部，通过螺栓与浮筒连接，接缝处填充防水胶。 （3）锚固系统：在两岸及两岸中间的位置打入松木桩，每侧放一根尼龙锚链，使其与松木桩呈45°斜拉，便于固定浮桥。 （4）项目改进：小江通过搭建好的人行浮桥时发现桥面晃动明显，请你给出一条增加桥稳定性的方案：____________________________________。 项目评价与反思 该学习小组制作的项目评价量表如下所示： 评价指标 优秀 良好 待改进 安全性 结构稳固，防滑性好，无安全隐患 结构基本稳固，防滑性一般，无大隐患 结构不稳固，易滑，存在安全隐患 实用性 通行顺畅，承载能力强，适应多种需求 通行较顺畅，承载能力适中 通行困难，承载能力不足 经济环保 低成本、高环保，材料可回收利用 成本适中，无污染，部分材料可回收 成本高，材料不可回收，存在污染风险 （1）对浮桥进行测试时，其“安全性”指标被评价为良好，“实用性”指标被评价为良好。已知项目资金为6500元，请你结合评价量表，分析小江设计的浮桥的“经济环保”应评价的等级为______（填“优秀”“良好”或“待改进”），并说明理由：______________________________ ____________________________________。 （2）降低成本：浮筒可以用废旧轮胎替代。已知废旧轮胎承重80kg/个，回收成本约20元/个，使用废旧轮胎时，需要配置___个废旧轮胎，可以节省_____元。 （3）提升安全性：由于有汛期，还需要进一步测试抗风浪的侧向稳定性，可在浮筒两侧加装_______________（填工序涉及的器材）作为防撞缓冲，降低侧倾风险。 【答案】项目设计与实施（2）①6250 6 ②40 ④3234 项目实施及调试（1）横向 （4）增加浮筒连接杆（或在桥面设置吊杆，使其与尼龙锚链连接，合理即可） 项目评价与反思（1）良好 该浮桥的材料总成本为3234元，低于项目资金6500元，浮桥的材料均无污染，且锚固系统的材料可回收，因此该浮桥的“经济环保”指标应评价为良好。 （2）8 794 （3）废旧轮胎 【解析】项目设计与实施（2）： ①基础浮力需求=总荷载=500kg，浮力需超出25%，故总需浮力=500kg×1.25×10N/kg=6250N，可能包含浮桥自身重量，按题目给定答案为准；每个浮筒承重120kg，总需浮力对应的质量=6250N÷10N/kg=625kg，625kg÷120kg/个≈5.2个，故至少6个。 ②桥面面积=跨度×宽度=20m×1.2m=24㎡，每块竹木复合板面积=2m×0.3m=0.6㎡，需24㎡÷0.6㎡=40块。 ③总成本=浮筒（6个×159元/个）+竹木复合板（40块×30元/块）+尼龙锚链（60m×10元/m）+松木桩（6根×80元/根）=954元+1200元+600元+480元=3234元。 项目实施及调试（1）：浮筒横向排列可扩大支撑面，增强稳定性；（4）增加连接杆或吊杆可提升整体牢固性，减少晃动。 项目评价与反思（1）：成本3234元低于6500元，材料环保且部分可回收，符合“良好”等级标准；（2）废旧轮胎承重80kg/个，总需质量625kg，625kg÷80kg/个≈7.8个，故需8个；节省成本=6个×159元/个-8个×20元/个=954元-160元=794元；（3）废旧轮胎可作为防撞缓冲材料，降低侧倾风险。 搭建一座简易人行浮桥 （一）小明和同伴要共同设计建造一座“桥”。要求“桥能跨越35cm宽的峡谷，桥面宽度大于10cm，能承重200g的车辆”。图甲是他们设计的结构图。 甲 （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（ ） A.保持不变 B.比原来强 C.比原来弱 D.无法判断 （2）如图甲所示，他们在设计中采用了拱形结构，最主要的目的是（ ） 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 （3）小组合作设计“桥梁”时，通常经历四个环节：①明确设计任务；②共同设计方案；③完善设计方案；④交流初步想法。这四个环节的顺序依次是（ ） A.①→②→③→④ B.①→③→②→④ C.①→④→②→③ D.①→④→③→② （4）当桥面承受向下的压力时，力是如何传递的？请在图乙中用箭头线画出。 乙 （5）小明在桥面与拱架之间设计了更多的立柱。立柱的数量会影响桥面的承重力吗？为什么？ （二）小刚将小明的“桥梁”结构设计图（图甲）倒过来，并做了一些改变，如图丙所示。 丙 （6）图丙所示的桥梁主体结构，可称为（ ） A.反拱形结构 B.三角形结构 C.框架结构 D.悬索结构 （7）如果缩短两桥塔之间的距离，其他都不变，那么桥面的承重能力（ ） A.保持不变 B.比原来强 C.比原来弱 D.无法判断 （8）如图丙所示，吊杆在桥梁中的最主要作用是（ ） A.使桥梁变得更美观 B.用于安装路灯 C.防止车辆冲出路面 D.将桥面压力传递到缆索 （9）小刚在设计中改变桥塔的整体高度，分别设计出下列四种桥梁。其中，桥面承重能力最强的是（ ） A.①号设计 B.②号设计 C.③号设计 D.④号设计 丁 （10）用对比实验来研究“桥塔高度对桥面承重能力的影响”，图丁所示的四种桥梁设计图中，最合理的选择是（ ） A.①号设计和②号设计 B.①号设计和③号设计 C.①号设计和④号设计 D.②号设计和④号设计 （三）小明查阅资料发现河道里、海岸边的浮筒可以用来安装航标灯、制作活动码头、打捞水中的物体等。某浮筒产品的规格是： 长×宽×高 质量 空载吃水深度 安全使用吃水深度 承载极限吃水深度 （11）现用500个这样的浮筒做成浮桥，则该浮桥在河水中最大承载质量为______kg。（g取10N/kg） （12）浮桥空载时分别平放到河水中和海水中，下表面受到的液体压强分别为和，则______ （填“>”“<”或“=”）。 【答案】（1）B （2）D （3）C （4）如图所示 （5）立柱的数量会影响桥面的承重力，因为立柱可以将桥面的压力传递到拱架上去（合理即可） （二）（6）D （7）B （8）D （9）C （10）B （三）（11）4.65×10⁴ （12）= 【解析】（1）桥的承重能力与桥的形状和宽度有关。桥面宽度增加，其他条件不变，桥面的承重能力会增加，故B符合题意。 （2）拱形结构受力时能把压力向下和向外传递给相邻的部分，所以他们在设计中采用了拱形结构，最主要的目的是增大桥面承重力。D符合题意。 （3）小组合作设计“桥梁”时，通常经历四个环节：①明确设计任务→④交流初步想法→②共同设计方案→③完善设计方案。故选C。 （4）拱形结构受力时，会把压力向下和向外传递给相邻的部分，桥墩会受到竖直向下的压力和水平方向的力，据此画出力的传递方向。 （5）立柱的数量会影响桥面的承重力，因为立柱可以将桥面的压力传递到拱架上去。 （6）根据题图丙可知，桥梁主体结构可称为悬索结构。 （7）如果缩短两桥塔之间的距离，其他都不变，那么这座桥的跨度就比原来小，那么桥面的承重能力比原来强。 （8）桥面主梁通过吊杆吊在缆索上，在竖直方向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受拉力，则吊杆在桥梁中的主要作用是将桥面压力传递到缆索。 （9）桥塔修得高是为了降低缆索的拉力，③号设计的桥塔最高，且缆索高度最高，所以承重能力最强。 （10）要研究“桥塔高度对桥面承重能力的影响”，除桥塔高度不一样，其他条件必须要相同，①号设计和③号设计符合要求，故B符合题意。 （11）单个浮筒空载时的重力，浮筒的总体积，浮桥的总重力：，当时，浮桥受到的浮力最大，，浮桥的最大承重，浮桥在河水中的最大承载质量。 （12）此浮桥空载时分别平放到海水中和河水中，浮桥处于漂浮状态，浮桥受到的浮力相等，都等于浮桥的重力，因为，所以下表面受到的压力相等，浮桥平放在河水中和海水中，则底面积相同，由可知，下表面受到的压强相等，即。 1 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $