内容正文:
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【项目提出】
某山区村庄想要发展乡村绿色旅游,但是村口的峡谷阻碍了交通,请同学们用学过的力学知识,小组合作为这一峡谷设计一座桥梁。
【项目分析】
(1)查阅资料,了解桥梁的种类、设计原则。
(2)从力学角度分析桥梁。
(3)探究几何体的稳定性,确定桥梁加固结构的形状。
(4)设计并制作一座桥。
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【项目实施】
(1)桥梁的种类、设计原则
①种类:梁桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等。
②桥梁总体设计原则:防止桥面弯曲。
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(2)桥梁的力学分析
①过程:用一块表面画有方格的海绵块模拟桥面,用手按压海绵块来模拟负
载,观察现象。
②现象:海绵块在负载作用下发生了弯曲形变,上层方格被挤压变窄,下层
方格被拉伸变宽。
③分析:桥梁上表面受到_____力,下表面受到_____力。当负载增加时,
桥梁弯曲形变程度会随之______,如果弯曲形变超出桥梁允许的形变
范围,桥梁就可能发生坍塌。
压
拉
增加
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(3)探究几何体的稳定性
①过程:将几根橡皮筋连接起来后,穿过吸管再首尾连接,分别搭成三角形和矩形结构。悬挂重物,对以上结构施加向下的力。
②现象:三角形结构的物体受力时形状保持不变,矩形结构的物体受力时水平部分弯曲,甚至整体变形。
③分析:________具有很好的结构稳定性,在设计中利用该形状的结构可加固桥梁。
三角形
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(4)设计并制作一座可承载重物的纸桥
①要求:主体用A4纸制作,跨越25 cm的“峡谷”,宽度大于10 cm,最小承重
0.2 N。
②测试:在桥中间放置重物,至少保持5 s纸桥不塌落。记录纸桥的最大
承重。
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【展示交流】
(1)各小组介绍设计思路,展示制作的纸桥。
(2)其他同学指出该方案值得借鉴的优点、对存在的问题提出质疑与改进建议。
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【针对练习】
1.如图所示,小明用相同的卡纸和木块做梁(拱)和桥墩,设计了三座桥的结
构。对比桥②和桥③,研究的是______(选填“宽度”“跨度”或“形状”)对桥
的承重能力的影响;三座桥中,桥_____(选填“①”“②”或“③”)的承重能力
最弱。
跨度
③
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2.用纸做桥面搭一座桥时,下列观点错误的是( )
A.设计时,要综合考虑造桥要求、材料特性等因素
B.可以通过改变纸的厚度增加桥的承重能力
C.只要加宽桥面,就一定能让桥的承重能力最强
D.可以通过改宽度、形状增加桥的承重能力
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