第七章 实践 调研桥梁建筑中的力平衡 课件-2025-2026学年沪科版物理八年级全一册

该初中物理课件聚焦“力与运动”中的力平衡知识，以港珠澳大桥、洛阳桥等我国著名桥梁为载体，通过“问题缘起”引导学生从桥梁结构特点切入，逐步理解力的平衡条件、合力与分力等概念，搭建从生活实例到物理原理的学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，设计“查阅资料-调研本地桥梁-实验分析”项目式活动，如武汉长江大桥简支梁受力分析、悬索桥拉力实验验证合力关系，培养学生模型建构与科学推理能力。同时结合我国桥梁成就渗透科学态度与责任，学生能提升知识应用能力，教师可借助丰富案例优化教学。

沪科版物理8年级全下培优备课精做课件 实践 调研桥梁建筑中的力平衡 第七章 力与运动 授课教师： Home . 班 级： . 时 间： . 2026年1月24日 2026年1月24日星期六9时32分28秒 2026年1月24日星期六9时32分30秒 名称 类型 桥梁全貌 成就 力与平衡的应用 港珠 澳大 桥 斜拉桥 ___________________________ 世界上最长的跨海大桥，我国首次采用120年标准设计使用年限 部采用斜拉索桥，桥塔两侧的斜拉索对称分布。当车辆匀速通过桥面时，桥塔两侧斜拉索的拉力大小相等，这是为了保持桥塔在水平方向上的①________状态 任务一 查阅资料，了解我国著名的桥梁 平衡 2 名称 类型 桥梁全貌 成就 力与平衡的应用 朝天门长江大桥 拱桥 ________________________ 主跨552米，是世界已建成的跨度最大的拱挢 主桥中支点采用了145 000 kN的抗震球形支座，即该支座可以承受②________N地震带来的冲击力 续表 1. 45×108 3 名称 类型 桥梁全貌 成就 力与平衡的应用 洛阳 桥 跨海 梁式 大石 桥 ___________________________ “海内第 一桥”， 古代“四 大名桥” 之一 采用“筏形基础”，就是用船载石沿桥梁中线抛下大量石块，使江底形成一条矮石堤，使桥梁的重心③________移，提高了桥梁稳度 续表 下 4 名称 类型 桥梁全貌 成就 力与平衡的应用 钱塘江 大桥 双层桁架梁桥 ___________________________ 中国自己设计、建造的第一座双层铁路、公路两用桥 采用双层结构，上层为公路，当一辆货车在上层紧急刹车时，车内货物会向前倾倒，这是因为货物具有④________，要保持原来的⑤________状态 续表 惯性 运动 5 名称 类型 桥梁全貌 成就 力与平衡的应用 广济桥 集梁桥、浮桥、拱桥于一体 中国四大名桥之一，被桥梁专家茅以升誉为“世界上最早的启闭式桥梁” 浮桥部分由18只木船用铁链相连，若每只木船(含所载货物)总重2×104 N，浮桥整体静止，则所有木船受到竖直向上的总作用力与木船的总重力方向⑥________，大小⑦_______，木船的总重力为⑧_________N 续表 相反 相等 3. 6×105 6 问题缘起 我国古代有不少载入史册的桥梁建筑，如有四大古桥之称的赵州桥、洛阳桥、广济桥和卢沟桥。近现代的桥梁建筑也硕果累累，如茅以升先生主持设计建造的我国第一座现代化大型桥梁——钱塘江大桥，还有现代举世闻名的港珠澳大桥等。 钱塘江大桥 这些宏伟壮观的桥梁建筑中，力与平衡知识是如何应用的?下面让我们对我国桥梁建筑进行调查研究。 点击图片观看 活动方案 查阅并整理资料。 1.了解我国著名桥梁的历史、人文背景及结构特点； 2.了解我国不同地区桥梁建筑的结构特点，以及它们和力平衡的关联。 任务一： 桥梁类型 按照其力学结构，可分为： 梁式桥 拱式桥 斜拉桥 悬索桥 洛阳桥坐落于泉州东郊的洛阳江上，始建于北宋，主要由“宋四家”之一的蔡襄主持修建，是中国现存最早的跨海梁式大石桥；在建桥技术上首创了“筏型基础”“种蛎固基”“浮运架梁”等先进技术。 洛阳桥属于梁式桥，即以梁作为主要承重结构，梁架在桥墩上。为使桥墩稳固，设计上首创“筏型基础”的新型桥基，即在江底沿着桥梁中线抛掷石块，并向两侧展开一定宽度，形成一条横跨江底的矮石堤，作为桥墩的基址。 洛阳桥 梁桥 赵州桥 赵州桥坐落在石家庄市赵县的洨河上，始建于隋朝，距今已有 1400 余年历史，是世界上现存年代最久远、跨度最大、保存最完整的单孔坦弧敞肩石拱桥。 赵州桥属于拱式桥，全桥只有一个大拱，净跨 37.02 米，跨度大，弧形平；大拱由 28 道拱券组成，拱券纵向并列砌筑；大拱的两肩上，各有两个小拱，不但节约了石料减轻了桥身的重量，还可减轻洪水对桥身的冲击。 拱桥 北盘江大桥 北盘江大桥连接云贵两省，主跨388 米，横跨号称“世界大裂缝”的花江大峡谷，桥高 565 米，是世界第一高架桥，车辆行驶其上，仿佛置身云端。 北盘江大桥属于斜拉桥，即将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的桥梁；大桥中间没有桥墩，靠224 根斜拉索就将整个桥面吊在了 500 多米的高空。 点击图片观看 斜拉桥 杨泗港长江大桥 杨泗港长江大桥坐落于武汉境内长江水道之上，截至2024年底是世界上跨度最大的双层悬索桥，跨江 1700 米不设桥墩，体现我国现代高超的建桥水平，桥有上下两层，具有机动车道、非机动车道、人行观光道等，集过江交通与观光旅游于一体。 杨泗港长江大桥 杨泗港长江大桥属于悬索桥，即依靠主缆和吊索支撑桥面的桥梁；该桥的主缆采用的钢缆，每根的直径达到1米，能够承受极大的拉力；桥面则采用轻量化的钢箱梁结构，可有效地减少桥梁的自重；桥面通过吊索与主缆相连，吊索均匀分布在整个桥面，将桥面的重量分散到主缆上。 悬索桥 调研你所在地区的桥梁建筑结构与特点。以你感兴趣的桥梁建筑为例，分析其受力及力平衡的情况，撰写调查报告。 任务二: 武汉境内有众多桥梁，仅长江大桥已建成的就有 11座， 这些桥梁包括梁桥、斜拉桥、悬索桥等，其中最著名的是武汉长江大桥。 武汉长江大桥 鹦鹉洲长江大桥 天兴洲长江大桥 白沙洲大桥 武汉长江二桥 下面以武汉长江大桥为例，分析其受力与平衡情况。 武汉长江大桥 武汉长江大桥属于梁式桥，主桥为三联连续梁，我们可以将其进一步简化为如图所示的简支梁，梁在桥墩的支持力F1、F2以及梁自重G、桥面上物体的压力F压的作用下处于静止状态，根据力的平衡条件可得F1 + F2 =G+F压。 梁在自身重力及物体压力作用下会发生弯曲，这要求梁具有较好的抗弯能力，武汉长江大桥采用钢桁架的设计，这种结构形式具有良好的承载能力和稳定性，能够承受较大的荷载和变形。 交流评价 分享调查报告，交流并评价报告中所用证据及形成结论的合理性。 举办一个关于“桥梁建筑中的平衡之美”的展览。 拓展研究 查阅资料，了解世界知名桥梁建筑的历史、人文内涵及结构特点，了解物理学在建筑中的重要作用。 国外的著名大桥有美国的金门大桥，英国的伦敦塔桥，丹麦的大贝尔特桥、日本的明石海峡大桥等，可以选择一个，查阅资料，了解其历史、人文内涵及结构特点。 金门大桥 伦敦塔桥 大贝尔特桥 明石海峡大桥 任务二 调研桥梁建筑的结构与特点， 分析其受力及力平衡的情况 中考考法 21 1. 中国桥梁建设水平居于世界领先地位。下列和桥有关的表述中，正确的是(　　) A. 行人对桥的压力是由桥的形变产生的 B. 人站在桥上，桥对人的作用力和人对桥的作用力是一对平衡力 C. 在桥上行驶的汽车，以桥为参照物，是静止的 D. 在水平桥上行驶的汽车，如果所受的力突然全部消失，汽车将做匀速直线运动 D 中考考法 22 2.“种蛎固基法” 把桥基和桥墩牢固地胶结成一个整体。如图所示的桥基即便在流水的冲击下也处于静止状态，请画出此时桥基受力的示意图(设其A点为重心)。 【解】如图所示。 中考考法 23 3.“超级工程”深中通道让“东西两岸”变为“大桥两端”，深中大桥是目前世界最大跨径全离岸海中钢箱梁悬索桥——主跨达1 666 m，加上两边边跨，总跨达2 826 m。悬索桥的主要承重构件是悬索，悬索桥主要承受拉力，小明观察了悬索桥后，想知道两个拉力产生的作用效果与互成的角度有什么关系，于是他进行了下面的探究。 中考考法 24 【项目分解】 (1)查阅资料；(2)项目设计；(3)实际应用。 悬索桥也被称为吊桥，是一种桥梁类型，其主要特点是桥身通过两条或几条缆索悬吊在空中。这种缆索通常被锚固于两岸的索塔上，并通过吊杆将桥面吊起。在悬索桥中，吊杆起到将垂直载荷传递给缆索的作用，而加劲梁则主要负责承受风荷载和其他横向水平力。 中考考法 25 索塔是悬索桥的一个重要支撑构件，它主要以受压状态工作。为了减小由于荷载引起的挠度和振动，通常在桥面和吊杆之间设置加劲梁，并与缆索形成一个组合体系，从而提高桥梁的整体稳定性和安全性。因此，悬索桥的设计需要考虑多种因素，包括缆索的几何形状、材料的选用以及如何有效地分配力和承担重量，以达到安全可靠的承载能力。 中考考法 【设计方案】 如图乙，用两个互成角度的弹簧测力计拉固定在木板上的橡皮筋，依据一定限度内，橡皮筋的伸长量与拉力成正比，当每次把橡皮筋拉到相同位置时，可以认为这两个拉力产生的作用效果相同。 中考考法 27 【项目实施】 (1)按照设计方案，小明用两个大小相等的拉力拉同一根橡皮筋完成了实验，将实验结果记录如下表：(拉力F是拉橡皮筋到达预定位置的力) 中考考法 28 角度/ 0 30 45 60 90 120 拉力 2 2.1 2.2 2.3 2.8 4 拉力 2 2.1 2.2 2.3 2.8 4 拉力 4 中考考法 29 ①分析上表可知，两个拉力F1与F2产生的作用效果与互成的角度有关，即当作用效果相同时，互成的角度越大，两个拉力________(填“越大”或“越小”)。 ②在上表中，当两个拉力互成角度为0°时，拉力F1与F2之和与拉力F的大小________；当两个拉力相等且互成180°时，此时F1与F2是一对________力，橡皮筋保持静止状态。 越大 相等 平衡 中考考法 30 (2)以上实验中一个力 F和F1与F2两个力产生 的作用效果相同，物理 错误 当两个分力角度为 时，分力的大小与合力的大小是相同的 学中把F叫做F1与F2的合力，F1、F2叫做F的分力。有人说合 力一定比任意一个分力大，根据上表数据你判断这种说法是 ______的，请根据表格中的具体数据，举例说明：__________ ___________________________________________________。 中考考法 31 (3)根据实验结果，请你提出在家中正确安装晾衣架承重 钢丝（图丙）的建议：________________________________ _________。 考虑到两条钢丝的承拉能力，夹角不宜过大 中考考法 32 $