5.2 桥梁的结构与制作 第2课时课件 -2025-2026学年浙教版八年级上学期科学

该初中科学课件聚焦桥梁的结构组成、设计过程及模型制作，课堂导入从常见桥梁的主梁、桥墩等组成及梁式桥、拱桥等分类入手，衔接结构受力特点，引导学生明确设计目标与安全性、强度等考虑因素，形成理论到实践的学习支架。 其亮点在于工程实践环节，通过“设计-制作-测试-探究”完整流程，结合科学思维的模型建构与探究实践的技术操作，学生制作不同结构、材料、跨度的桥梁模型，测试承重力并分析影响因素。这提升学生动手与科学探究能力，教师可借助此方案开展实践教学，提高课堂效率。

分七个自支撑桥，当年被设计出来是为了让部队能快速渡河。今天我们就来复原一下，看看到底有多神奇。我们先把木头排好，一开始他们看起来只是松散的摆放在一起，可当你把另一堆木头插进去，瞬间就锁住了，再重复几次就形成了一座最小的达芬奇桥。不过可别小看它，虽然没有任何固定装置，但它真的能承受重量，有人可能会担心，如果用力按中间会不会让桥散开，其实完全不会，因为当压力传到木头上时，侧面的部件会产生摩擦做反而让整座桥更稳固，压力越大，摩擦力就越强，这就是达芬奇的天才思维，只要不断重复同样的组装方式，桥就能延伸的更长。我们甚至在不到10分钟内就拼装好了一座足够人爬上去的达芬奇桥，而且轻松稳固，但是一旦抽掉其中一块，整座桥就会瞬间崩塌。这证明了达芬奇桥的每一个部件都至关重要，缺一不可。但如果继续组装下去，它最终会形成一个完美的圆环，坚固无比。现在让我们看看士兵们，是如何在紧急情况下组装和启动这座桥的。在战争时期，士兵们可以快速拼装这座桥渡河拼好后，只需一处支撑，它就能独立站立。如果要转移桥体，只需用绳子捆住接口，几个人就能将整座桥抬起旋转放到河对岸。更妙的是，如果敌人逼近，只要抽掉一根木头，就能在一分钟内摧毁整座桥。不过，为什么这样一座天才的桥今天却没有被广泛使用呢？原因在于它的跨度有限，想延长时不能无限加部件，否则会变成圆圈。唯一的办法就是加长木材，但那样桥会高的离谱，根本不实用。如今临时桥梁大多采用贝利桥设计，这是二战时由英国工程师唐纳德？贝利发明的模块化桥梁，能更好满足战时需求。即便如此，达芬奇的自制称桥依旧是一个展现他天才头脑的奇迹设计。如果未来有人能改进它，也许这项古老的技术还会重新复活。 给你几个木条，你能搭出一座承重。自身重量几十倍的桥吗？我们试了三次全塌了，直到发现了这个反重力秘诀。答案藏在拱形里，他不像梁直接硬抗，而是个压力传球高手。把向下的重量顺着弧线甩给两岸的桥墩，关键就在那根压条，它不是装饰，是拱桥的。束腰一收紧，散件瞬间变成紧绷的团队。这里时刻在上演一场拔河。压力想压垮他，张力想扯散他，而我们的任务是让他们握手言和。所以，搭桥不只是动手搭建，是教会一堆木头如何团结的受力，是让抽象的力在手中变得具体。 5.2 桥梁的结构与制作 浙教版八年级上册 第2课时 新知导入 桥梁的结构： 常见的桥梁一般由主梁、桥墩、桥台等组成。 按照结构和受力特点，可分为梁式桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等。 桥梁的受力： 新知讲解 桥梁的设计与制作 桥梁的作用就是帮助人们跨越河流峡谷等自然屏障，这就需要对桥梁的跨度、所能承受的荷载有一定要求。 在进行结构设计时，必须明确设计目标、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。 结构设计必须遵循设计的一般过程，一般需经历如图所示的若干环节。 工程实践 桥梁模型的制作与探究 目标 器材 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。 过程 2.设计方案。 依据选用的材料对桥梁的长度、宽度等基本参数设定标准，并填写到表中。 1.确定标准。 依据配件或自选器材，设计桥梁的整体结构，绘制设计图。 3.制作桥梁。 （1）学习技术 ①基本结构。直杆A为各接口间的连接杆，如图甲。将2根直杆拼接后可作为非等腰直角三角形的斜边，如图乙。将斜杆B作为等腰直角三角形的斜边，如图丙。盖板作为桥梁中间的路面连接，如图丁。 ②斜拉加强杆。正四边形是一个很不稳定的形状，在正四边形里加入斜拉加强杆后，结构就会变得异常牢固，如图。 （2）按照设计图纸组装、制作桥梁模型，如图所示。 4.测试评价 依据标准对桥梁的长度、宽度、高度、自重、承重能力等参数进行测量、评价，设计记录表格，将结果记录于表中。 测试项目 测量数值 是否达标（是/否） 备注 长度/cm 宽度/cm 高度/cm 自重/g 承重力/N 问题讨论 桥梁模型的承重能力与哪些因素有关？ 请设计实验方案并进行实验，撰写实验报告。 实验目的 实验假设 探究影响桥梁模型承重力的因素 (1)假设桥梁模型的承重力与桥梁结构（如框架结构的疏密程度、三角形结构的数量等）有关。 (2)假设桥梁模型的承重力与制作材料的强度有关。 (3)假设桥梁模型的承重力与桥梁的跨度有关。 实验器材 实验步骤 （1）制作桥梁模型的材料（如直杆、连接件、板材等） （2）不同强度的替代材料 （3）砝码或重物（用于模拟荷载） （4）测量工具（如直尺、电子秤） (1)探究桥梁结构对承重力的影响 制作三个不同结构的桥梁模型（确保三个模型的跨度相同20cm，使用同种材料） 模型A：框架结构较为稀疏，三角形结构较少。 模型B：框架结构适中，三角形结构数量适中。 模型C：框架结构较为密集，三角形结构较多。 将模型放置在稳定的支撑台上，缓慢添加砝码，记录每个模型开始出现明显变形或坍塌时的砝码重量。 （2）探究材料强度对承重力的影响 制作三个跨度相同（20cm）、结构相同（如均为模型B的结构）的桥梁模型。 模型D：使用标准给定材料制作。 模型E：使用强度较高的替代材料制作。 模型F：使用较低的替代材料制作。 将模型放置在稳定的支撑台上，缓慢添加砝码，记录每个模型开始出现明显变形或坍塌时的砝码重量。 （3）探究桥梁跨度对承重力的影响 制作三个结构相同（如均为模型B的结构）、材料相同的桥梁模型： 模型G：跨度为15cm。 模型H：跨度为20cm。 模型I：跨度为25cm。 将模型放置在稳定的支撑台上，缓慢添加砝码，记录每个模型开始出现明显变形或坍塌时的砝码重量。 实验数据记录 实验变量 具体情况 承重力（砝码重量，单位：g） 桥梁结构 模型A 模型B 模型C 材料强度 模型D 模型E 模型F 桥梁跨度 模型G 模型H 模型I 分析与结论 （1）分析不同桥梁结构模型的承重力数据，对比模型A、B、C，判断结构疏密和三角形结构数量对承重力的影响。若模型C承重力最大，模型A最小，则说明框架结构密集、三角形结构多有助于提高桥梁模型承重力。 （2）分析不同材料强度模型的承重力数据，对比模型D、E、F，判断材料强度对承重力的影响。若模型E承重力最大，模型F最小，则说明材料强度越高，桥梁模型承重力越大。 （3）分析不同跨度模型的承重力数据，对比模型G、H、I，判断跨度对承重力的影响。若模型G承重力最大，模型I最小，则说明在一定范围内，跨度越小，桥梁模型承重力越大。 课堂总结 桥梁的结构（二） $第一步，准备材料，准备3毫米方木条8根。第二步，绘画设计，设计桥梁的大小，截取不同尺寸的方木条。长40厘米的方布条作为底部，每隔10厘米粘一个十厘米的方木条，接着用20厘米的方布条粘在顶部。然后用14厘米的方木条粘在侧面。用同样的方式做桥梁的另外一面，用10厘米的方木条粘在桥梁一侧的支点上。把两个侧面粘在同个横杠上。最后把13.5厘米的方布条粘在侧面，加强桥梁的抗压性。让我们来比比谁的桥梁更能承重吧。