第八章 力与运动 跨学科实践：桥梁调查与模型制作 讲义-2025-2026学年苏科版物理八年级下学期

本讲义聚焦力与运动关系这一核心知识点，系统梳理二力平衡条件、牛顿第一定律等物理概念，结合桥梁结构（梁桥、拱桥、索桥等）的受力分析，构建“理论概念—实际应用—实践操作”的学习支架，帮助学生从物理视角理解工程中的力与运动原理。 该资料以跨学科实践为特色，通过“桥梁调查—方案设计—模型制作—测试评估”完整流程，融合物理力学、数学几何等多学科知识，培养科学探究能力与模型建构思维。例如分析赵州桥拱形结构受力、港珠澳大桥悬索拉力，课中助力教师开展实践教学，课后通过基础与提优练习帮助学生巩固知识、查漏补缺，提升解决实际问题的综合能力。

2025-2026学年苏科版八年级物理下 《第八章力与运动跨学科实践：桥梁调查与模型制作》精品讲义 一．实践目标 ( 1. 巩固二力平衡、牛顿第一定律、力与运动的关系等核心物理知识，理解桥梁结构中力的平衡、受力特点，掌握桥梁模型制作的基本原理与方法，能分析常见桥梁的受力情况。 2. 通过实地/线上桥梁调查、小组合作探究，经历“提出问题—调查分析—设计方案—模型制作—测试评估”的完整实践流程，提升观察、分析、动手操作和团队协作能力。 3. 感受物理知识在工程建筑中的实际应用，了解桥梁工程的科技价值与人文内涵，培养严谨的科学态度、创新意识和安全实践意识，体会跨学科学习的乐趣。 4. 融合物理力学、数学几何、工程设计、美术审美等多学科知识，实现知识的综合运用，提升解决实际问题的综合能力。 ) 二．重点难点 ( （一）重点 1. 二力平衡条件、力与运动的关系在桥梁结构中的具体应用，能准确分析桥梁承重、支撑部位的受力平衡状态。 2. 桥梁结构类型（梁桥、拱桥、索桥等）的受力特点对比，桥梁模型的设计思路与制作流程，模型承重能力与结构稳定性的测试方法。 3. 将物理力学知识与数学几何结构、工程设计原理结合，完成符合力学规律的桥梁模型设计与制作。 （二）难点 1. 将抽象的力与运动知识转化为桥梁受力的实际分析，理解不同桥梁结构中力的传递、分散原理，区分平衡力与相互作用力在桥梁受力中的应用。 2. 设计出结构合理、承重性强、稳定性高的桥梁模型，解决模型制作中连接牢固度、结构承重、形变控制等实际问题，优化模型结构提升性能。 3. 结合调查数据和物理知识，对不同桥梁的优缺点进行科学评估，针对模型缺陷提出合理的改进方案，培养工程思维。 ) 3． 思维导图 四．实践准备 1.二力平衡的条件是：作用在______物体上的两个力，大小______、方向______，且作用在______直线上，此时物体处于______或______状态。 2.力是______物体运动状态的原因，而不是______物体运动状态的原因，物体的运动状态改变，一定受到______的作用。 3.常见的桥梁结构类型有______、______、______、斜拉桥等，其中______主要依靠自身的拱形结构分散承重，承重能力较强。 4.桥梁的桥墩和桥台相当于______，对桥梁主体提供______力，使桥梁保持静止的平衡状态，这符合______原理。 5.制作桥梁模型时，结构的______越多，受力越分散，模型的承重能力和稳定性越______，三角形结构具有______性，是桥梁模型中常用的稳定结构。 6.物体保持原来运动状态不变的性质叫做______，桥梁静止时，其惯性大小与自身______有关。 五．实践内容 桥梁，横跨奔腾江海或涓涓细流，反映了科技与社会的发展水平;与青山绿水相映，与风土人情相融，散发出自然之美与人文之韵融汇的气息。 一．桥梁调查 赵州桥 钱塘江大桥 南京长江大桥 港珠澳大桥 1.桥梁的起源 （1）原始雏形：自然利用（史前—新石器时代） ①独木桥：山洪冲倒的树干横亘溪流，先民模仿伐木架桥，是最原始的梁桥。 ②跳墩（步石）：利用天然石堆或人工垒石，跨溪过河。 ③藤索/栈道：借谷岸藤萝攀援，演变为早期索桥雏形 。 ④木板桥/浮桥：沼泽地用木板铺成栈道（如英国甜路，约6000年）；将树干/芦苇捆扎成排，形成浮桥雏形。 （2）、早期人工桥：文明初现（公元前3000—前1000年） ①古巴比伦：公元前1800年建多跨木桥 。 ②古埃及/两河：出现石梁桥、早期石拱结构 。 ③中国：商周已有木梁桥、浮桥；周文王在渭河“造舟为梁”（前12世纪），是最早有文字记载的桥梁。 ④古希腊：公元前13世纪建阿卡迪科石拱桥，至今仍在使用。 （3）、四大基本桥型定型（秦汉—罗马） ①梁桥：独木→多木并架→石梁桥。 ②浮桥：舟船相连，中国西周、古罗马均大规模使用。 ③索桥：竹索→铁索（中国战国—西汉）。 ④拱桥：天然石拱→人工石拱，罗马半圆拱、中国敞肩拱（如赵州桥）达顶峰 。 一句话总结：桥梁起源于对自然物的模仿与利用，从“天然桥”逐步走向人工建造，最终形成梁、拱、索、浮四大基本体系。 2.有代表性的几种桥梁 【拱桥】 （1）造型与结构 造型：具有明显的曲线轮廓，通常呈弧形或拱形。桥面可布置在拱圈之上（上承式）、之下（下承式）或中间（中承式）。 结构核心：以拱圈为主要承重结构，两端支承在桥墩或桥台上。结构特点是产生水平推力，主要承受轴向压力，弯矩相对较小。 （2）材料 传统材料：石材、砖、混凝土（抗压性能好，成本适中，适合中小跨度）。 现代材料：钢筋混凝土、钢材（钢拱桥）。钢材强度高、造型轻盈，适用于大跨度或景观桥梁。 （3）通行功能 适用场景：适合跨越山谷、河流、城市河道，是中小跨度桥梁的常见选择，也常用于景观设计。 交通类型：主要通行公路、城市道路，部分大跨度钢拱桥可承担铁路交通。 （4）支承方式 核心支承：拱脚支承，直接承受拱圈传来的巨大竖向压力和水平推力。对地基承载力要求高，需地基稳固。 辅助支承：下承式拱桥会增设拱上立柱，连接拱圈与桥面系，传递荷载。 （5）力学分析 受力特点：以受压为主。拱结构将大部分垂直荷载转化为水平推力和轴向压力传递给支座。 力学优势：利用混凝土等材料良好的抗压性能，可实现大跨度。 力学劣势：水平推力对地基要求苛刻，若地基软弱，需设置额外的拉杆或拱上结构来抵消推力。 【悬索桥】 （1）造型与结构 造型：轮廓高耸，由巨大的桥塔、悬挂的主缆和密集的吊杆组成，视觉上极具冲击力。 结构核心：以主缆为主要承重结构。桥面荷载通过吊杆传递给主缆，主缆再将拉力传递至两端的锚碇。 （2）材料 核心材料：高强度镀锌钢丝（主缆）、钢绞线（吊杆）、混凝土或钢材（桥塔）。 辅助材料：桥面系多采用钢箱梁或预应力混凝土板。 （3）通行功能 适用场景：专为超大跨度设计，是跨越江河海湾、海峡的首选桥型（如港珠澳大桥）。 交通类型：主要通行高速公路、城市快速路，部分可设计为公铁两用桥。 （4）支承方式 核心支承：桥塔与锚碇。桥塔承受主缆的垂直压力和水平拉力；锚碇是主缆的固定端，需承受极大拉力，通常采用重力式（靠自重）或隧道式（嵌入山体）。 （5）力学分析 受力特点：主缆受拉。主缆在荷载作用下呈悬链线或抛物线形状，主要通过拉力来平衡荷载。 力学优势：抗拉强度极高，能跨越千米级的巨大距离，是大跨度桥梁的“王者”。 力学劣势：结构刚度相对较小，在风荷载作用下易产生变形（需进行抗风与抗震设计）。 【斜拉桥】 （1）造型与结构 造型：由桥塔、斜拉索和主梁构成，斜拉索呈放射状、竖琴状或扇形连接桥塔与主梁，造型优雅多样。 结构核心：斜拉索直接将主梁的荷载传递给桥塔。主梁作为受弯构件，由斜拉索多点支撑。 （2）材料 核心材料：高强度钢材（斜拉索、钢主梁）、预应力混凝土（桥塔）。 辅助材料：桥面铺装多为沥青混凝土。 （3）通行功能 适用场景：适用于中大跨度（数百米至千米级），是城市跨江桥梁、高速公路跨水域桥梁的主流选择。 交通类型：可通行高速公路、铁路、城市主干道，公铁两用斜拉桥较为常见。 （4）支承方式 核心支承：桥塔与主梁的结合。斜拉索的拉力通过桥塔转化为竖向压力传递给地基；桥墩辅助支撑主梁，减小跨径弯矩。 （5）力学分析 受力特点：斜拉索受拉，主梁受弯、受压，桥塔受弯、受压。 力学优势：结构刚度大，变形小；通过调整索力可优化主梁内力，施工相对便捷（可悬臂施工）。 力学劣势：斜拉索需定期进行防腐和健康监测，维护成本较高；跨度上限不及悬索桥。 【钢桁架梁式桥】 （1）造型与结构 造型：由型钢、钢板通过焊接、螺栓连接成的三角形网格状结构，外观坚固、立体。分为上承式（桥面在桁架上）和下承式（桥面在桁架下）。 结构核心：以钢桁架为主要承重结构。属于梁式桥的进阶形式，通过杆件的拉压组合来承担弯矩和剪力。 （2）材料 核心材料：专用桥梁钢（如Q345q、Q420q），具有高强度、耐疲劳、抗腐蚀的特性。 辅助材料：正交异性钢桥面板及沥青铺装。 （3）通行功能 适用场景：适合中大跨度及重载交通，是铁路桥梁、公铁两用桥、城市快速路桥梁的优选。 交通类型：主要通行铁路、重载公路、高速公路。 （4）支承方式 核心支承：桥墩与桥台。桁架梁的支点（通常在端部及中间桥墩处）将竖向荷载和水平弯矩传递给地基。 连接方式：桁架与桥墩多采用铰接（适应温度变形）或刚接（提升整体刚度）。 （5）力学分析 受力特点：杆件拉压结合。桁架的上弦杆多受压，下弦杆多受拉，腹杆（斜杆、竖杆）承受剪力或局部弯矩。整体以抗弯为主。 力学优势：自重轻而强度高，整体刚度大，能有效分散荷载，适合大跨度和重载。 力学劣势：结构复杂，节点多，对焊接工艺要求高；不仅造价较高，且需长期维护以防腐蚀。 二．设计与模型制作 如果你是一名桥梁专家，在主持设计和建造桥梁时，可能需要综合考虑下列因素: ①.桥面和桥下水面的通行能力; ②.承重能力和耐用性; ③.施工难度和技术水平; ④.抗震性，能抵御大风和水流冲击; ⑤.环境保护和体现当地文化; ⑥.防止热胀冷缩对桥面和桥梁结构的破坏; ⑦.桥面铺设材料的耐高低温和防滑性能; ⑧.审美设计和照明; ⑨.控制成本，节省材料;等等。 这些因素中，哪些是主要因素，哪些是次要因素?你认为还需要综合考虑哪些因素?需要哪些学科的专家一起合作完成这项工程? 根据桥梁调查中获得的启发，选择一种实际场景，综合桥梁建设中需要考虑的主要因素，从下图中选择一种桥梁造型，采用小组合作的方式设计并制作桥梁模型。 【模型制作】 1.明确目标与类型 确定模型用途(课堂作业或收藏展示)，并选择桥梁类型:斜拉桥。 2.绘制结构图。 3. 准备材料与工具 卡纸、瓦楞纸、木条、竹片、牙签、胶水(502或木工胶)、铁钉、绳索、橡皮筋。 4.切割与组装 按图纸裁剪构件，先制作桥墩、桥面，再进行整体拼接。注意结构对称性与三角形稳定 5.加固与测试 对关键受力部位进行加固，并进行承重或稳定性测试，必要时优化结构。 6.细节完善添加护栏、路灯、涂装等装饰元素，提升仿真度与美观性。 【模型展示】 【交流与评价】 本次斜拉桥模型制作，整体贴合设计要求，结构还原度较高。模型以斜拉桥核心结构为基础，精准呈现主塔、拉索、主梁关键构件，拉索呈扇形有序分布，对称式设计契合力学原理，体现了对斜拉桥结构特性的理解。 制作中严格遵循图纸裁剪与组装流程，利用木条、绳索等材料搭建框架，通过三角形稳定结构加固关键受力点，模型整体稳定性良好，承重测试未出现明显变形。细节处理较为到位，添加的装饰元素提升了模型仿真度。 改进方向在于拉索张力控制可更精准，进一步优化受力均匀性；同时可增加桥面细节设计，增强模型的完整性。整体而言，模型制作过程规范，充分展现了桥梁结构知识与动手实践能力的结合。 六．基础过关 （一）选择题 1.2026年我国跨海桥梁建设再创新高。关于桥梁承重时的受力分析，下列说法正确的是（ ） A. 桥梁只受重力 B. 桥梁只受支持力 C. 桥梁受重力和支持力，静止时二力平衡 D. 桥梁不受力 2.我国古代石拱桥能屹立千年，主要利用了结构的（ ） A. 拉力强 B. 压力传递好 C. 浮力大 D. 摩擦力大 3.在制作桥梁模型时，为提高稳定性，下列做法最合理的是（ ） A. 减小底座面积 B. 增加结构高度 C. 增大底座面积，降低重心 D. 只用细线连接 4.2026年智能桥梁可实时监测振动。桥梁振动幅度变小，说明（ ） A. 受力不平衡 B. 阻力大于动力 C. 阻尼作用使振动减弱 D. 重力消失 5. “一桥飞架南北，天堑变通途”。桥梁静止在江上，它所受合力为（ ） A. 大于零 B. 小于零 C. 等于零 D. 不断变化 6.小组做桥梁模型承重实验，模型突然断裂，原因最可能是（ ） A. 压力超过承受极限 B. 摩擦力太大 C. 浮力不足 D. 重力变小 7.2026年我国高铁桥梁普及更快。高铁高速通过桥梁时，桥梁（ ） A. 不受力 B. 只受重力 C. 受到列车的压力 D. 只受支持力 8.斜拉桥的拉索主要承受（ ） A. 压力 B. 拉力 C. 浮力 D. 摩擦力 9.古代木廊桥利用榫卯结构，使各部件（ ） A. 受力更分散 B. 只受拉力 C. 不受力 D. 摩擦力消失 10.制作桥梁模型时，用三角形结构是为了利用（ ） A. 三角形易变形 B. 三角形稳定性 C. 浮力原理 D. 惯性 11.对我国桥梁建设做出重大贡献的科学家是（ ） A.钱学森 B.袁隆平 D.邓稼先 C.茅以升 12.不同的几何图形结构承重能力是不同的。在钢结构桁架拱桥的设计中，要想实现以相对较轻的自重承受更大的压力，应采用下列图形结构中的（ ） （二）填空题 13.2026年我国某跨海大桥建成通车，桥梁模型制作时，桥面静止在支架上，此时桥面受到的重力与支架的_______是一对___________，桥面保持______状态。 14.制作拱桥模型时，拱圈主要承受压力，说明力可以改变物体的_____，拱脚对地基产生水平________，体现了力的作用是______的。 15.“一桥飞架南北”，桥梁模型在水平桌面上匀速拉动时，拉力与____是一对平衡力，物体做匀速直线运动的条件是_______，这符合牛顿第______定律。 16.2026年智能桥梁监测系统广泛使用，当汽车通过桥梁时，桥面受到的压力会____，桥梁发生微小_______，传感器将信号转化为电信号，说明力能改变物体的______。 17.制作悬索桥模型时，主缆受到拉力而伸长，说明力能改变物体的_______，主缆伸长后具有________势能，松手后会______原状。 18.斜拉桥模型中，斜拉索对主梁施加______，防止主梁向下弯曲，主梁保持平衡，说明可______以改变物体的______。 19.小组制作桥梁模型时，用手轻推模型，模型由静止变为运动，说明力是改变物体_______的原因，若不再推力，模型慢慢停下是因为受到________，其运动状态______。 20.2026年我国新型轻量化桥梁材料问世，相同体积下质量更小，______更小，受到的重力更_______，有利于提高桥梁的______能力。 21.桥梁是跨越障碍物的承重构造物，按不同的依据，可以有多种分类方法。若依据桥梁的结构与受力来分，可以分为______、______、______、______等最基本的类型。 （三）解答题 22.阅读材料，回答问题。 我国是世界桥梁建设大国，港珠澳大桥、南京长江大桥等超级工程彰显了中国基建实力。图甲为我国某斜拉桥实景，图乙~丁是斜拉桥的简化建模过程：斜拉桥由桥塔、钢索、桥面组成，可简化为以桥塔与桥面交点O为支点的杠杆（图丁），桥面自重、车辆荷载等效为向下的力F1，钢索的拉力等效为沿钢索方向的力F2。斜拉桥通过钢索的拉力分担桥面荷载，大幅提升桥梁的承载能力与跨度，是现代大跨度桥梁的主流结构之一。 （1）斜拉桥的钢索对桥面施加拉力，说明力可以改变物体的______；桥塔底部做的宽大厚重，是通过增大______来减小对地基的压强，保障桥塔稳定。 （2）将斜拉桥简化为杠杆模型，体现了物理研究中的______法；以O为支点，钢索拉力F2的力臂是从O点到______的垂直距离。 （3）关于斜拉桥的力学分析，下列说法正确的是（ ） A. 钢索越松弛，对桥面的拉力越大 B. 桥塔越高，相同钢索拉力下能承受的桥面荷载越大 C. 钢索的拉力方向一定竖直向上 D. 桥面的荷载只由桥塔承担，与钢索无关 （4）当桥面车辆增多、荷载增大时，为保持杠杆平衡，钢索的拉力会______（选填“增大”“减小”或“不变”）；若要减小钢索拉力，可______（选填“增大”或“减小”）钢索与桥面的夹角。 （5）斜拉桥的引桥（图戊）设计为较长的斜面，本质是利用______原理，______（选填“省力”或“省功”），方便车辆上下桥。 （6）制作斜拉桥模型时，下列做法合理的是（ ） A. 用细铁丝代替钢索，越细越安全 B. 桥塔用轻质塑料制作，减轻总重量 C. 增加钢索数量，分散桥面荷载 D. 直接用胶水固定钢索，无需打结 23.阅读材料，回答问题。 同学们通过制作桥梁模型，深入理解力与运动的知识。如图乙所示，车辆在桥面上的A（凸形段）、B（凹形段）位置，受力情况不同；图丙的压力传感器可用于测量桥体的受力，验证理论分析的正确性。 桥梁的稳定性与受力平衡密切相关。当物体受力平衡时，运动状态保持不变；当受力不平衡时，运动状态发生改变。在桥梁模型制作中，需要通过合理的结构设计，使桥体在承受荷载时保持受力平衡，保障结构稳定。同时，通过实验测量桥体的受力，可优化模型设计，提升桥梁的承载能力。 （1）在桥梁模型制作中，当模型静止在水平桌面上时，模型受到的重力与桌面对模型的______是一对______力。 （2）车辆在桥的A位置（凸形段）行驶时，车辆的运动状态______（选填“改变”或“不改变”），桥对车辆的支持力______（选填“大于”“小于”或“等于”）车辆重力。 （3）车辆在桥的B位置（凹形段）行驶时，车辆的运动状态______（选填“改变”或“不改变”），桥对车辆的支持力______（选填“大于”“小于”或“等于”）车辆重力。 （4）关于桥梁模型的受力，下列说法正确的是（ ） A. 模型静止时，合力不为零 B. 模型被推动时，合力为零 C. 模型匀速滑动时，合力为零 D. 模型加速滑动时，合力为零 （5）为提升桥梁模型的承载能力，下列做法合理的是（ ） A. 减小模型的支撑面积 B. 增加模型的结构强度 C. 降低模型的稳定性 D. 不限制模型的承重 （6）用压力传感器测量桥体受力时，下列操作正确的是（ ） A. 车辆在A位置时，传感器示数等于车重 B. 车辆在B位置时，传感器示数等于车重 C. 车辆在水平段匀速行驶时，传感器示数等于车重 D. 车辆在任何位置，传感器示数都等于车重 24.阅读材料，回答问题 悬索桥是我国桥梁建设的经典结构之一，以大跨度、造型优美著称，从古代的泸定桥到现代的港珠澳大桥，悬索桥技术不断突破。悬索桥的核心受力结构包括主缆、桥塔、吊杆和桥面，车辆在桥面上行驶时，桥体与车辆的受力遵循力与运动的规律。苏科版八年级物理下册“力与运动”的知识，可帮助我们分析悬索桥的受力平衡、车辆通行的运动状态，为桥梁设计与安全运营提供理论支撑。 悬索桥静止时，桥体各部分受力平衡；车辆在水平桥面上匀速行驶时，受力也保持平衡；当车辆加速、减速或通过桥面起伏段时，运动状态改变，受力不平衡。工程师通过监测桥体受力，保障桥梁的长期安全稳定。 （1）悬索桥静止在水面上时，桥体的重力与水对桥的浮力是一对______力，此时桥体的运动状态______（选填“改变”或“不变”）。 （2）车辆在悬索桥水平桥面上匀速行驶时，水平方向受到的牵引力与______力是一对平衡力，竖直方向受到的重力与桥面对车辆的______力平衡。 （3）车辆在桥面上加速行驶时，牵引力______（选填“大于”“小于”或“等于”）阻力，车辆的运动状态______（选填“改变”或“不变”）。 （4）关于悬索桥的受力，下列说法正确的是（ ） A. 桥塔受到主缆的拉力与桥塔的重力是一对平衡力 B. 桥面静止时，受到的合力为零 C. 车辆在桥面上行驶时，桥体一定受力不平衡 D. 主缆的拉力只作用在桥塔上，与桥面无关 （5）为保障悬索桥的安全通行，下列措施合理的是（ ） A. 允许车辆超速行驶 B. 限制车辆的最大载重 C. 增大桥面的坡度 D. 不限制车辆通行数量 （6）用压力传感器监测桥面受力时，下列说法正确的是（ ） A. 车辆匀速行驶时，传感器示数大于车重 B. 车辆静止在桥面上时，传感器示数等于车重 C. 车辆加速行驶时，传感器示数小于车重 D. 车辆在任何状态下，传感器示数都等于车重 25.港珠澳大桥是中国境内一座连接香港、广东珠海和澳门的桥隧工程，是世界上最长的跨海大桥之一。其建设中运用了大量物理力学知识，图甲为某桥梁模型中钢梁受重物作用的简化示意图（钢梁两端由支撑柱支撑，中间挂重物，钢梁发生弯曲，s 为支撑柱间距，h 为钢梁最低点与支撑柱顶端的高度差），图乙为该模型钢梁弯曲形变高度 h 与所受拉力 F 的关系图像。结合所学知识完成下列问题。 甲 乙 （1）港珠澳大桥主梁采用钢材建造，钢材能承受巨大拉力和压力，说明钢材具有良好的______和______（填物理属性）。 （2）某工程队在大桥施工时，将重为 G 的钢梁静止悬挂在吊装设备下，此时钢梁受到的重力与吊装设备对钢梁的拉力是一对______（选填“平衡力”或“相互作用力”），这两个力的大小______（选填“相等”或“不相等”）。 （3）如图乙，若该桥梁模型钢梁所受拉力 F=400N，则对应的弯曲高度 h=_____cm；当拉力增大时，钢梁的弯曲形变程度增大，说明力能___________。 （4）大桥通车后，汽车匀速行驶在平直桥面上时，汽车的运动状态______（选填“改变”或“不变”）；此时汽车受到的牵引力与阻力是一对______（选填“平衡力”或“非平衡力”）。 （5）某辆重型卡车匀速通过大桥时，卡车对桥面的压力与桥面对卡车的支持力是一对______（选填“平衡力”或“相互作用力”）；若卡车总质量为 2×104kg，则卡车对桥面的压力为______N（g 取 10N/kg）。 （6）大桥建设中用到了牛顿第一定律相关知识，下列现象中利用惯性的是（ ） A. 桥梁施工时，起重机吊着重物静止不动 B. 汽车过桥时要限速行驶，防止刹车失灵时因惯性引发事故 C. 跳远运动员起跳前助跑，提高跳远成绩 D. 桥墩固定在河床中，防止被水流冲走 七．知识清单 一、力的基础与桥梁受力分析 1.力是______对______的作用，力的作用效果有两个：一是______，二是______。 2.桥梁建设中，钢梁承受重物的拉力，说明力可以改变物体的______；桥墩受到江水的冲击力，说明力可以改变物体的______。 3.力的三要素是______、、，这三个因素都会影响力的作用效果。 4.桥梁模型制作中，用弹簧测力计测量钢梁所受拉力，弹簧测力计的工作原理是______。 5.港珠澳大桥主梁采用钢材建造，钢材能承受巨大拉力，体现了钢材具有良好的______（填物理属性）。 6.静止在支撑柱上的钢梁，受到的重力与支撑力是一对______（选填“平衡力”或“相互作用力”）。 二、弹力与桥梁形变 7.物体由于发生______而产生的力叫做弹力，桥梁模型中钢梁的弯曲形变属于______形变。 8.在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力成______；类比可知，在弹性限度内，钢梁的弯曲形变程度与所受拉力成______。 9.桥梁设计时需考虑钢梁的弹性形变，若拉力超过弹性限度，钢梁会发生______形变，无法恢复原状。 三、运动与力的关系（桥梁通行相关） 10.物体的运动状态用______和______来描述，汽车匀速行驶在平直桥面上时，运动状态______（选填“改变”或“不变”）。 11.牛顿第一定律的内容是：一切物体在没有受到力的作用时，总保持______状态或______状态。 12.汽车过桥时限速行驶，是为了防止刹车失灵时，汽车由于______继续向前运动，引发事故。 13.重型卡车匀速通过大桥时，卡车对桥面的压力与桥面对卡车的支持力是一对______（选填“平衡力”或“相互作用力”）。 14.火车匀速通过铁路桥时，水平方向上牵引力与阻力的大小______，方向______。 四、跨学科数学与物理结合 15.绘制桥梁模型钢梁的h-F关系图像时，横坐标表示______，纵坐标表示______，该图像的形状为______，反映出h与F的______函数关系。 16.若某桥梁钢梁的h-F关系式为h=0.02F（h单位：cm，F单位：N），当F=500N时，h=______cm。 17.桥梁调查中，统计不同拉力下钢梁的弯曲高度，需将数据整理成______（填统计图表形式），再通过图像分析二者的关系。 18.桥梁模型制作中，测量支撑柱间距s和钢梁弯曲高度差h，若s=50cm，h=6cm，则钢梁弯曲的倾斜程度可通过计算______与______的比值来描述。 八．强化提优 （一）选择题 1.2026年新一代大跨桥梁抗风能力更强。强风对桥梁的作用属于（ ） A. 弹力 B. 摩擦力 C. 空气阻力/风力 D. 重力 2.大风中桥梁轻微晃动，说明力可以（ ） A. 改变物体形状 B. 改变物体运动状态 C. 使质量变大 D. 使重力消失 3.悬索桥主缆承受巨大荷载，其核心受力是（ ） A. 压力 B. 拉力 C. 浮力 D. 支持力 4.桥梁模型没放稳就倾倒，主要原因是（ ） A. 重心超出支撑面 B. 重力变大 C. 支持力消失 D. 摩擦力太大 5.2026年推广低碳材料建桥。轻质材料能（ ） A. 减小桥梁自重 B. 增大重力 C. 减小支持力 D. 增大惯性 6.关于桥梁受力与运动，下列说法正确的是（ ） A. 静止桥梁不受力 B. 受力平衡的桥梁一定静止 C. 静止桥梁合力为零 D. 桥梁只受重力 7.在进行桥梁设计时，下列选项中不是桥型选择的主要考虑因素的是（ ） A.地形地貌 B.交通流量 C.设计师个人偏好 D.地质条件 8.我国许多现代大桥都采用“三角形桁架结构”。从“力与运动”角度分析，这种结构能让桥梁更稳固的主要原因是（ ） A. 三角形结构美观，受力面积大 B. 三角形结构不易变形，能让桥梁保持静止平衡 C. 三角形可以减小桥梁的重力 D. 三角形能让桥梁只受一种力 9.如图所示，小明在对我国现代桥梁构造进行调查时发现，桥梁都设计有合理的排水坡度，以防止桥面积水，影响行车安全。下列对这一设计及作用描述不正确的是（ ） A.雨天时，雨水从排水通道向下流动的速度越来越快，是因为雨水所受重力大于其所受阻力 B.同一辆汽车先后通过湿滑桥面和千燥桥面，通过干燥桥面时的惯性大 C.路面上有积水时，高速行驶的车辆从刹车到停止，通过的距离比通过干燥路面时的距离长 D.汽车缓慢匀速通过平直的湿滑桥面时(不计空气阻力)，汽车的牵引力与汽车受到的阻力相互平衡 10.如图所示的是单塔双索面斜拉桥，索塔两侧对称的拉索承受了桥梁的重力。以索塔与桥面的交点为支点，一辆载重汽车从桥面索塔处按设计时速匀速驶向桥的右端，右侧拉索的拉力大小将( ) A.一直减小 B.一直增大 C.保持不变 D.先增大后减小 11.我国港珠澳大桥在建设中，桥墩稳稳立在水中，桥面能承受巨大车辆荷载。下列关于桥梁受力与运动状态的说法正确的是（ ） A. 静止在桥面上的汽车，不受力的作用 B. 桥梁静止不动，一定不受力 C. 匀速通过桥面的汽车，运动状态保持不变 D. 桥梁受到重力和支持力，一定是一对相互作用力 12.在“桥梁模型制作”实践活动中，同学们用纸板、木条搭建桥梁模型。为了让桥梁更稳固、不易变形倒塌，下列措施利用“力与运动”知识最合理的是（ ） A. 把桥梁做得更轻，不用考虑结构 B. 增加桥梁支撑点，使桥梁受力更平衡 C. 桥梁只受拉力，不受压力 D. 让桥面倾斜，车辆无法匀速行驶 （二）填空题 13.古代石拱桥“长虹卧波”，石块之间相互挤压产生________，整体结构稳定，不易倾倒，说明物体的_________越大，稳定性越______。 14.桥梁模型放在倾斜木板上静止，此时模型受到重力、支持力和_______，三个力的合力为_______，模型处于______状态。 15.测试桥梁模型承重时，逐渐增加砝码，桥面形变逐渐_______，当砝码过重桥面断裂，说明超过材料的________，物体不能______原状。 16.2026年智能桥梁可实时监测振动，桥梁受到车辆冲击发生振动，说明力能改变物体的_________，振动停止是因为受到_______，最终回到______状态。 17.钢桁架桥模型由许多三角形结构组成，三角形具有________，不易变形，桁架杆件主要承受拉力或_________，使整体受力更______。 18.“桥影摇波里”，桥梁模型在水中倒影旁匀速移动，模型相对于水面是_______的，相对于手中细线是_________的，选择不同______结果不同。 19.制作桥梁底座时，增大底座面积可以减小对桌面的_______，防止桌面压痕，同时提高模型的_____，使其更不容易______。 20.完成桥梁模型后，将其轻轻放在水平展示台，模型对台面的压力与台面对模型的支持力是一对________，模型的重力与支持力是一对_______，模型保持______。 21.如图所示的苏通长江大桥是一座著名的斜拉桥，其建设过程创造了多项当时的世界之最。斜拉桥主要由______、______、______等组成。 三．解答题 22.阅读材料，回答问题。 梁建设融合了力学、材料学、工程学等多学科知识，是力与运动知识的典型应用场景。斜拉桥在施工和使用中，需严格控制受力平衡：桥面静止时，钢索拉力、桥塔支撑力与桥面重力平衡；车辆在桥面上行驶时，需考虑摩擦力、惯性对桥梁的影响。同时，桥梁模型制作是八年级物理跨学科实践的重要内容，通过模型制作可深化对力与运动知识的理解。 （1）静止在桥面上的车辆，受到的重力与______力是一对平衡力；车辆匀速通过桥面时，牵引力与______力是一对平衡力。 （2）斜拉桥的钢索选用高强度钢材，是因为钢材的______（选填“硬度”或“弹性”）大，能承受较大拉力；桥塔底部浇筑混凝土，是通过增大______来提升桥塔的稳定性。 （3）关于桥梁上的力学现象，下列说法错误的是（ ） A. 车辆刹车时，由于惯性会继续向前运动，对桥面产生冲击 B. 桥面铺设防滑路面，是通过增大接触面粗糙程度增大摩擦力 C. 钢索被拉长后发生的形变是塑性形变，无法恢复原状 D. 桥塔对桥面的支持力与桥面受到的压力是相互作用力 （4）制作斜拉桥杠杆模型时，若支点O左侧挂重物（模拟桥面荷载），右侧用弹簧测力计沿斜向拉（模拟钢索拉力），当测力计从斜向逐渐变为竖直向上拉时，测力计示数会______（选填“变大”“变小”或“不变”），原因是拉力的力臂______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （5）桥梁在建造时，需对钢索进行预张拉，使钢索产生向上的拉力，抵消部分桥面自重，这是利用了力的作用是______的；预张拉后的钢索，对桥塔施加向______（选填“上”或“下”）的拉力。 （6）在桥梁模型制作的实践活动中，下列操作符合物理原理的是（ ） A. 为了让模型更美观，随意调整钢索的长度和角度 B. 用杠杆平衡条件计算模型中钢索的合理拉力 C. 直接用手掰弯桥塔，调整桥塔的倾斜角度 D. 模型制作完成后，无需测试承载能力即可展示 23.阅读材料，回答问题 我国桥梁建设历史悠久、成就辉煌，从古代的石拱桥到现代的现代化大桥，凝聚着无数工匠与工程师的智慧。如图甲所示，凸形桥和凹形桥是常见的桥梁结构，在车辆通行时，桥体与车辆间的相互作用遵循力与运动的规律。苏科版八年级物理下册“力与运动”章节的知识，可帮助我们分析车辆在桥面上行驶时的受力与运动状态，为桥梁设计、安全通行提供理论依据。 车辆在桥面上行驶时，会受到重力、桥面对车辆的支持力等力的作用。根据力与运动的关系，当物体做匀速直线运动时，受力平衡；当物体运动状态改变时，受力不平衡。桥梁的设计需要充分考虑车辆通行时的受力情况，保障结构安全与通行安全。 （1）车辆在水平桥面上匀速行驶时，竖直方向上受到的重力与桥面对车辆的______是一对______力。 （2）车辆通过凸形桥顶端时，桥面对车辆的支持力______（选填“大于”“小于”或“等于”）车辆的重力，此时车辆的运动状态______（选填“改变”或“不改变”）。 （3）车辆通过凹形桥最低点时，桥面对车辆的支持力______（选填“大于”“小于”或“等于”）车辆的重力，此时车辆受到的合力方向______（选填“竖直向上”“竖直向下”或“为零”）。 （4）关于车辆在桥面上的受力，下列说法正确的是（ ） A. 车辆在凸形桥顶端时，合力为零 B. 车辆在凹形桥最低点时，合力为零 C. 车辆在水平桥匀速行驶时，合力为零 D. 车辆在任何桥面上行驶，合力都不为零 （5）为保障凸形桥的安全，下列措施合理的是（ ） A. 提高车辆通行速度 B. 限制车辆通行速度 C. 增大桥的坡度 D. 不限制车辆载重 （6）桥梁建设中，工程师会通过压力传感器（如图丙）监测桥体受力。当车辆通过时，压力传感器的示数反映了桥面对车辆支持力的大小。下列说法正确的是（ ） A. 车辆在凸形桥顶端时，传感器示数等于车重 B. 车辆在凹形桥最低点时，传感器示数等于车重 C. 车辆在水平桥匀速行驶时，传感器示数等于车重 D. 车辆在任何位置，传感器示数都等于车重 24.阅读材料，回答问题 在“桥梁调查与模型制作”跨学科实践中，同学们以悬索桥为原型制作桥梁模型，深入探究力与运动的知识。悬索桥模型的主缆、桥塔、吊杆模拟真实桥梁的受力结构，通过在模型桥面上放置重物（模拟车辆），可观察模型的形变与受力情况，验证力的平衡规律。 制作模型时，需要保证桥体静止时受力平衡，才能稳定承载重物；当重物在桥面上运动时，通过分析受力与运动状态的关系，可优化模型结构，提升承载能力。同时，通过实验测量模型的受力，能加深对力与运动知识的理解。 （1）悬索桥模型静止在水平桌面上时，模型的重力与桌面对模型的______力是一对平衡力，此时模型受到的合力为______。 （2）在模型桥面上放置一个静止的重物，重物受到的重力与桥面对重物的______力平衡，模型桥面对重物的力与重物对桥面的力是一对______力。 （3）当重物在模型桥面上匀速滑动时，重物的运动状态______（选填“改变”或“不变”），此时重物受到的合力______（选填“为零”或“不为零”）。 （4）关于桥梁模型的受力，下列说法正确的是（ ） A. 模型被推动时，合力为零 B. 模型静止时，主缆的拉力与桥塔的重力平衡 C. 重物在模型上匀速滑动时，重物受力平衡 D. 重物加速滑动时，重物受力平衡 （5）为提升悬索桥模型的承载能力，下列做法合理的是（ ） A. 减小主缆的拉力 B. 增加桥塔的稳定性 C. 降低桥面的强度 D. 不限制模型的承重 （6）用压力传感器测量模型桥面的受力，下列说法正确的是（ ） A. 重物静止时，传感器示数等于重物重力 B. 重物匀速滑动时，传感器示数大于重物重力 C. 重物加速滑动时，传感器示数小于重物重力 D. 重物在任何状态下，传感器示数都等于重物重力 25.南京长江大桥是中国第一座自主设计和建造的双层式铁路、公路两用桥梁。某物理兴趣小组制作南京长江大桥模型进行探究，模型中钢梁简化为图甲所示的受力形式，结合图乙的 h-F 图像及第八章力与运动知识完成下列问题。 甲 乙 （1）制作大桥模型时，选用的材料质量小、强度高，该材料的密度______（选填“大”或“小”），这样做是为了减小模型对支撑柱的______，避免模型变形。 （2）如图甲，当模型钢梁上悬挂重物时，钢梁发生弯曲，此时钢梁受到的力属于______（选填“平衡力”或“非平衡力”）；若钢梁静止，说明钢梁受到的重力、拉力与支撑力的合力为______。 （3）如图乙，若该模型钢梁弯曲高度 h=4cm，则此时钢梁所受拉力 F=______N；该图像为过原点的直线，说明在弹性限度内，钢梁的弯曲形变程度与所受拉力成_______。 （4）大桥通车后，一列火车匀速通过铁路桥时，火车的运动状态______（选填“改变”或“不变”）；火车启动时，需要牵引力大于阻力，此时火车做______（选填“匀速直线”或“加速直线”）运动。 （5）下列关于大桥模型受力的说法，正确的是（） A. 支撑柱对钢梁的支持力，是因为支撑柱发生了弹性形变 B. 钢梁对重物的拉力，是重物受到的平衡力 C. 钢梁的重力与钢梁对支撑柱的压力是一对相互作用力 D. 静止的钢梁不受力的作用 （6）大桥建设中，工程师利用牛顿第一定律分析桥梁的稳定性，下列推理符合该定律的是（ ） A. 若钢梁所受所有力突然消失，钢梁将保持静止或匀速直线运动状态 B. 若重物突然掉落，钢梁将立即静止 C. 若支撑柱突然倒塌，钢梁将保持匀速直线运动 D. 若桥面光滑，汽车将永远做匀速直线运动 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年苏科版八年级物理下 《第八章力与运动跨学科实践：桥梁调查与模型制作》精品讲义 一．实践目标 ( 1. 巩固二力平衡、牛顿第一定律、力与运动的关系等核心物理知识，理解桥梁结构中力的平衡、受力特点，掌握桥梁模型制作的基本原理与方法，能分析常见桥梁的受力情况。 2. 通过实地/线上桥梁调查、小组合作探究，经历“提出问题—调查分析—设计方案—模型制作—测试评估”的完整实践流程，提升观察、分析、动手操作和团队协作能力。 3. 感受物理知识在工程建筑中的实际应用，了解桥梁工程的科技价值与人文内涵，培养严谨的科学态度、创新意识和安全实践意识，体会跨学科学习的乐趣。 4. 融合物理力学、数学几何、工程设计、美术审美等多学科知识，实现知识的综合运用，提升解决实际问题的综合能力。 ) 二．重点难点 ( （一）重点 1. 二力平衡条件、力与运动的关系在桥梁结构中的具体应用，能准确分析桥梁承重、支撑部位的受力平衡状态。 2. 桥梁结构类型（梁桥、拱桥、索桥等）的受力特点对比，桥梁模型的设计思路与制作流程，模型承重能力与结构稳定性的测试方法。 3. 将物理力学知识与数学几何结构、工程设计原理结合，完成符合力学规律的桥梁模型设计与制作。 （二）难点 1. 将抽象的力与运动知识转化为桥梁受力的实际分析，理解不同桥梁结构中力的传递、分散原理，区分平衡力与相互作用力在桥梁受力中的应用。 2. 设计出结构合理、承重性强、稳定性高的桥梁模型，解决模型制作中连接牢固度、结构承重、形变控制等实际问题，优化模型结构提升性能。 3. 结合调查数据和物理知识，对不同桥梁的优缺点进行科学评估，针对模型缺陷提出合理的改进方案，培养工程思维。 ) 3． 思维导图 四．实践准备 1.二力平衡的条件是：作用在______物体上的两个力，大小______、方向______，且作用在______直线上，此时物体处于______或______状态。 2.力是______物体运动状态的原因，而不是______物体运动状态的原因，物体的运动状态改变，一定受到______的作用。 3.常见的桥梁结构类型有______、______、______、斜拉桥等，其中______主要依靠自身的拱形结构分散承重，承重能力较强。 4.桥梁的桥墩和桥台相当于______，对桥梁主体提供______力，使桥梁保持静止的平衡状态，这符合______原理。 5.制作桥梁模型时，结构的______越多，受力越分散，模型的承重能力和稳定性越______，三角形结构具有______性，是桥梁模型中常用的稳定结构。 6.物体保持原来运动状态不变的性质叫做______，桥梁静止时，其惯性大小与自身______有关。 【答案】1.同一；相等；相反；同一；静止；匀速直线运动； 2.改变；维持；非平衡力；3.梁桥；拱桥；索桥；拱桥； 4.支撑点；支持；二力平力 5.支撑点；强；稳定； 6.惯性；质量 五．实践内容 桥梁，横跨奔腾江海或涓涓细流，反映了科技与社会的发展水平;与青山绿水相映，与风土人情相融，散发出自然之美与人文之韵融汇的气息。 一．桥梁调查 赵州桥 钱塘江大桥 南京长江大桥 港珠澳大桥 1.桥梁的起源 （1）原始雏形：自然利用（史前—新石器时代） ①独木桥：山洪冲倒的树干横亘溪流，先民模仿伐木架桥，是最原始的梁桥。 ②跳墩（步石）：利用天然石堆或人工垒石，跨溪过河。 ③藤索/栈道：借谷岸藤萝攀援，演变为早期索桥雏形 。 ④木板桥/浮桥：沼泽地用木板铺成栈道（如英国甜路，约6000年）；将树干/芦苇捆扎成排，形成浮桥雏形。 （2）、早期人工桥：文明初现（公元前3000—前1000年） ①古巴比伦：公元前1800年建多跨木桥 。 ②古埃及/两河：出现石梁桥、早期石拱结构 。 ③中国：商周已有木梁桥、浮桥；周文王在渭河“造舟为梁”（前12世纪），是最早有文字记载的桥梁。 ④古希腊：公元前13世纪建阿卡迪科石拱桥，至今仍在使用。 （3）、四大基本桥型定型（秦汉—罗马） ①梁桥：独木→多木并架→石梁桥。 ②浮桥：舟船相连，中国西周、古罗马均大规模使用。 ③索桥：竹索→铁索（中国战国—西汉）。 ④拱桥：天然石拱→人工石拱，罗马半圆拱、中国敞肩拱（如赵州桥）达顶峰 。 一句话总结：桥梁起源于对自然物的模仿与利用，从“天然桥”逐步走向人工建造，最终形成梁、拱、索、浮四大基本体系。 2.有代表性的几种桥梁 【拱桥】 （1）造型与结构 造型：具有明显的曲线轮廓，通常呈弧形或拱形。桥面可布置在拱圈之上（上承式）、之下（下承式）或中间（中承式）。 结构核心：以拱圈为主要承重结构，两端支承在桥墩或桥台上。结构特点是产生水平推力，主要承受轴向压力，弯矩相对较小。 （2）材料 传统材料：石材、砖、混凝土（抗压性能好，成本适中，适合中小跨度）。 现代材料：钢筋混凝土、钢材（钢拱桥）。钢材强度高、造型轻盈，适用于大跨度或景观桥梁。 （3）通行功能 适用场景：适合跨越山谷、河流、城市河道，是中小跨度桥梁的常见选择，也常用于景观设计。 交通类型：主要通行公路、城市道路，部分大跨度钢拱桥可承担铁路交通。 （4）支承方式 核心支承：拱脚支承，直接承受拱圈传来的巨大竖向压力和水平推力。对地基承载力要求高，需地基稳固。 辅助支承：下承式拱桥会增设拱上立柱，连接拱圈与桥面系，传递荷载。 （5）力学分析 受力特点：以受压为主。拱结构将大部分垂直荷载转化为水平推力和轴向压力传递给支座。 力学优势：利用混凝土等材料良好的抗压性能，可实现大跨度。 力学劣势：水平推力对地基要求苛刻，若地基软弱，需设置额外的拉杆或拱上结构来抵消推力。 【悬索桥】 （1）造型与结构 造型：轮廓高耸，由巨大的桥塔、悬挂的主缆和密集的吊杆组成，视觉上极具冲击力。 结构核心：以主缆为主要承重结构。桥面荷载通过吊杆传递给主缆，主缆再将拉力传递至两端的锚碇。 （2）材料 核心材料：高强度镀锌钢丝（主缆）、钢绞线（吊杆）、混凝土或钢材（桥塔）。 辅助材料：桥面系多采用钢箱梁或预应力混凝土板。 （3）通行功能 适用场景：专为超大跨度设计，是跨越江河海湾、海峡的首选桥型（如港珠澳大桥）。 交通类型：主要通行高速公路、城市快速路，部分可设计为公铁两用桥。 （4）支承方式 核心支承：桥塔与锚碇。桥塔承受主缆的垂直压力和水平拉力；锚碇是主缆的固定端，需承受极大拉力，通常采用重力式（靠自重）或隧道式（嵌入山体）。 （5）力学分析 受力特点：主缆受拉。主缆在荷载作用下呈悬链线或抛物线形状，主要通过拉力来平衡荷载。 力学优势：抗拉强度极高，能跨越千米级的巨大距离，是大跨度桥梁的“王者”。 力学劣势：结构刚度相对较小，在风荷载作用下易产生变形（需进行抗风与抗震设计）。 【斜拉桥】 （1）造型与结构 造型：由桥塔、斜拉索和主梁构成，斜拉索呈放射状、竖琴状或扇形连接桥塔与主梁，造型优雅多样。 结构核心：斜拉索直接将主梁的荷载传递给桥塔。主梁作为受弯构件，由斜拉索多点支撑。 （2）材料 核心材料：高强度钢材（斜拉索、钢主梁）、预应力混凝土（桥塔）。 辅助材料：桥面铺装多为沥青混凝土。 （3）通行功能 适用场景：适用于中大跨度（数百米至千米级），是城市跨江桥梁、高速公路跨水域桥梁的主流选择。 交通类型：可通行高速公路、铁路、城市主干道，公铁两用斜拉桥较为常见。 （4）支承方式 核心支承：桥塔与主梁的结合。斜拉索的拉力通过桥塔转化为竖向压力传递给地基；桥墩辅助支撑主梁，减小跨径弯矩。 （5）力学分析 受力特点：斜拉索受拉，主梁受弯、受压，桥塔受弯、受压。 力学优势：结构刚度大，变形小；通过调整索力可优化主梁内力，施工相对便捷（可悬臂施工）。 力学劣势：斜拉索需定期进行防腐和健康监测，维护成本较高；跨度上限不及悬索桥。 【钢桁架梁式桥】 （1）造型与结构 造型：由型钢、钢板通过焊接、螺栓连接成的三角形网格状结构，外观坚固、立体。分为上承式（桥面在桁架上）和下承式（桥面在桁架下）。 结构核心：以钢桁架为主要承重结构。属于梁式桥的进阶形式，通过杆件的拉压组合来承担弯矩和剪力。 （2）材料 核心材料：专用桥梁钢（如Q345q、Q420q），具有高强度、耐疲劳、抗腐蚀的特性。 辅助材料：正交异性钢桥面板及沥青铺装。 （3）通行功能 适用场景：适合中大跨度及重载交通，是铁路桥梁、公铁两用桥、城市快速路桥梁的优选。 交通类型：主要通行铁路、重载公路、高速公路。 （4）支承方式 核心支承：桥墩与桥台。桁架梁的支点（通常在端部及中间桥墩处）将竖向荷载和水平弯矩传递给地基。 连接方式：桁架与桥墩多采用铰接（适应温度变形）或刚接（提升整体刚度）。 （5）力学分析 受力特点：杆件拉压结合。桁架的上弦杆多受压，下弦杆多受拉，腹杆（斜杆、竖杆）承受剪力或局部弯矩。整体以抗弯为主。 力学优势：自重轻而强度高，整体刚度大，能有效分散荷载，适合大跨度和重载。 力学劣势：结构复杂，节点多，对焊接工艺要求高；不仅造价较高，且需长期维护以防腐蚀。 二．设计与模型制作 如果你是一名桥梁专家，在主持设计和建造桥梁时，可能需要综合考虑下列因素: ①.桥面和桥下水面的通行能力; ②.承重能力和耐用性; ③.施工难度和技术水平; ④.抗震性，能抵御大风和水流冲击; ⑤.环境保护和体现当地文化; ⑥.防止热胀冷缩对桥面和桥梁结构的破坏; ⑦.桥面铺设材料的耐高低温和防滑性能; ⑧.审美设计和照明; ⑨.控制成本，节省材料;等等。 这些因素中，哪些是主要因素，哪些是次要因素?你认为还需要综合考虑哪些因素?需要哪些学科的专家一起合作完成这项工程? 【解析】 1.主要因素与次要因素划分 （1）主要因素（直接决定桥梁安全、功能与可行性）：①.桥面和桥下水面的通行能力：是桥梁建设的核心目的，决定了桥梁的规模与布局。②.承重能力和耐用性：是保障桥梁长期安全使用的基础，直接关系到结构寿命。③.施工难度和技术水平：决定了工程能否落地实施，是可行性的核心前提。④.抗震性，能抵御大风和水流冲击：是抵御自然灾害、保障极端条件下结构安全的关键。⑨.控制成本，节省材料：影响工程的经济可行性，是大型工程必须优先考量的指标。 （2）次要因素（在满足核心安全与功能后，进一步优化的因素）：⑤.环境保护和体现当地文化：属于生态与人文层面的优化要求。⑥.防止热胀冷缩对桥面和桥梁结构的破坏：可通过技术设计（如伸缩缝）解决，属于耐久性下的细分技术问题。⑦.桥面铺设材料的耐高低温和防滑性能：属于通行舒适性与安全性的细节要求。⑧.审美设计和照明：属于景观与城市形象层面的提升需求。 2、还需要综合考虑的其他因素 （1）地质条件：桥址处的地基承载力、地质稳定性，直接影响桥墩与基础的设计。 （2）水文条件：河流的汛期、流速、冲刷情况，决定了下部结构的抗冲刷能力。 （3）交通规划：与区域路网的衔接、未来交通流量增长预测，避免桥梁建成后成为瓶颈。 （4）维护与检修便利性：设计时需预留检修通道、便于后期更换构件，延长桥梁使用寿命。 （5）法律法规与政策：需符合国家及地方的工程建设规范、环保法规、通航要求等。 3、需要合作的学科专家 （1）土木工程/桥梁工程专家：负责结构设计、力学分析与施工方案制定。 （2）水利工程专家：评估水文条件、设计防洪与抗冲刷方案。 （3）地质工程专家：勘察地质情况，设计基础与地基处理方案。 （4）材料科学专家：研发与选用高强度、耐腐蚀的建筑材料。 （5）环境科学专家：评估工程对生态的影响，制定环保措施。 （6）建筑学/景观设计专家：负责审美设计、照明规划与地域文化融合。 （7）力学/地震工程专家：进行抗震、抗风、抗冲击的力学分析与试验。 （8）经济学专家：进行成本预算、造价控制与经济效益分析。 （9）电气/照明工程专家：负责照明系统设计与施工。 根据桥梁调查中获得的启发，选择一种实际场景，综合桥梁建设中需要考虑的主要因素，从下图中选择一种桥梁造型，采用小组合作的方式设计并制作桥梁模型。 【模型制作】 1.明确目标与类型 确定模型用途(课堂作业或收藏展示)，并选择桥梁类型:斜拉桥。 2.绘制结构图。 3. 准备材料与工具 卡纸、瓦楞纸、木条、竹片、牙签、胶水(502或木工胶)、铁钉、绳索、橡皮筋。 4.切割与组装 按图纸裁剪构件，先制作桥墩、桥面，再进行整体拼接。注意结构对称性与三角形稳定 5.加固与测试 对关键受力部位进行加固，并进行承重或稳定性测试，必要时优化结构。 6.细节完善添加护栏、路灯、涂装等装饰元素，提升仿真度与美观性。 【模型展示】 【交流与评价】 本次斜拉桥模型制作，整体贴合设计要求，结构还原度较高。模型以斜拉桥核心结构为基础，精准呈现主塔、拉索、主梁关键构件，拉索呈扇形有序分布，对称式设计契合力学原理，体现了对斜拉桥结构特性的理解。 制作中严格遵循图纸裁剪与组装流程，利用木条、绳索等材料搭建框架，通过三角形稳定结构加固关键受力点，模型整体稳定性良好，承重测试未出现明显变形。细节处理较为到位，添加的装饰元素提升了模型仿真度。 改进方向在于拉索张力控制可更精准，进一步优化受力均匀性；同时可增加桥面细节设计，增强模型的完整性。整体而言，模型制作过程规范，充分展现了桥梁结构知识与动手实践能力的结合。 六．基础过关 （一）选择题 1.2026年我国跨海桥梁建设再创新高。关于桥梁承重时的受力分析，下列说法正确的是（ ） A. 桥梁只受重力 B. 桥梁只受支持力 C. 桥梁受重力和支持力，静止时二力平衡 D. 桥梁不受力 【答案】：C 【解析】：静止的桥梁处于平衡状态，重力与支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力。 2.我国古代石拱桥能屹立千年，主要利用了结构的（ ） A. 拉力强 B. 压力传递好 C. 浮力大 D. 摩擦力大 【答案】：B 【解析】：拱桥以受压为主，能把荷载转化为压力向两端传递，稳定性强。 3.在制作桥梁模型时，为提高稳定性，下列做法最合理的是（ ） A. 减小底座面积 B. 增加结构高度 C. 增大底座面积，降低重心 D. 只用细线连接 【答案】：C 【解析】：重心越低、支撑面越大，物体稳度越高。 4.2026年智能桥梁可实时监测振动。桥梁振动幅度变小，说明（ ） A. 受力不平衡 B. 阻力大于动力 C. 阻尼作用使振动减弱 D. 重力消失 【答案】：C 【解析】：阻力（阻尼）会阻碍振动，使振幅减小。 5. “一桥飞架南北，天堑变通途”。桥梁静止在江上，它所受合力为（ ） A. 大于零 B. 小于零 C. 等于零 D. 不断变化 【答案】：C 【解析】：静止物体处于平衡状态，合力为0。 6.小组做桥梁模型承重实验，模型突然断裂，原因最可能是（ ） A. 压力超过承受极限 B. 摩擦力太大 C. 浮力不足 D. 重力变小 【答案】：A 【解析】：物体承受的压力超限，结构会被破坏。 7.2026年我国高铁桥梁普及更快。高铁高速通过桥梁时，桥梁（ ） A. 不受力 B. 只受重力 C. 受到列车的压力 D. 只受支持力 【答案】：C 【解析】：列车对桥面有压力，桥面同时受重力、支持力、压力。 8.斜拉桥的拉索主要承受（ ） A. 压力 B. 拉力 C. 浮力 D. 摩擦力 【答案】：B 【解析】：斜拉索被拉紧，主要承受拉力。 9.古代木廊桥利用榫卯结构，使各部件（ ） A. 受力更分散 B. 只受拉力 C. 不受力 D. 摩擦力消失 【答案】：A 【解析】：榫卯让力分散传递，提高整体强度。 10.制作桥梁模型时，用三角形结构是为了利用（ ） A. 三角形易变形 B. 三角形稳定性 C. 浮力原理 D. 惯性 【答案】：B 【解析】：三角形具有稳定性，不易变形。 11.对我国桥梁建设做出重大贡献的科学家是（ ） A.钱学森 B.袁隆平 D.邓稼先 C.茅以升 【答案】C 【解析】茅以升是我国著名的桥梁专家，他主持修建了中国人自己设计并建造的第一座现代化大型桥梁一一 钱塘江大桥，为我国桥梁建设事业做出了卓越的贡献。他还参与了武汉长江大桥等众多重要桥梁工程的建设，在桥梁设汁、施工和科研等方面有着深厚的造诣和丰富的经验，培养了大批桥梁工程专业人才，推动了中国桥梁建设技术的不断发展和进步。故ABD不符合题意，C符合题意。 12.不同的几何图形结构承重能力是不同的。在钢结构桁架拱桥的设计中，要想实现以相对较轻的自重承受更大的压力，应采用下列图形结构中的（ ） 【答案】C 【解析】三角形具有很好的结构稳定性。三角形是现代桥梁的基本结构元素，它有相对较轻的自重且能承受更大的玉力和拉力。因此，在设计上常常利用三角形结构来加固桥梁，故C符合题意，ABD不符合题意。 （二）填空题 13.2026年我国某跨海大桥建成通车，桥梁模型制作时，桥面静止在支架上，此时桥面受到的重力与支架的_______是一对___________，桥面保持______状态。 【答案】：支持力；平衡力；静止 【解析】：静止物体受力平衡，重力与支持力大小相等、方向相反、作用在同一物体上。 14.制作拱桥模型时，拱圈主要承受压力，说明力可以改变物体的_____，拱脚对地基产生水平________，体现了力的作用是______的。 【答案】：形状；推力；相互 【解析】：压力使拱圈发生形变；力的作用是相互的，拱脚对地基施力，地基也对拱脚施力。 15.“一桥飞架南北”，桥梁模型在水平桌面上匀速拉动时，拉力与____是一对平衡力，物体做匀速直线运动的条件是_______，这符合牛顿第______定律。 【答案】：摩擦力；受平衡力（或合力为零）；一 【解析】：匀速直线运动属于平衡状态，合力为零，由牛顿第一定律推理得出。 16.2026年智能桥梁监测系统广泛使用，当汽车通过桥梁时，桥面受到的压力会____，桥梁发生微小_______，传感器将信号转化为电信号，说明力能改变物体的______。 【答案】：增大；形变；形状 【解析】：车辆增加使压力增大，压力使桥面产生形变，属于力改变物体形状。 17.制作悬索桥模型时，主缆受到拉力而伸长，说明力能改变物体的_______，主缆伸长后具有________势能，松手后会______原状。 【答案】：形状；弹性；恢复 【解析】：拉力使缆绳伸长，属于弹性形变，产生弹性势能，撤去外力可恢复原状。 18.斜拉桥模型中，斜拉索对主梁施加______，防止主梁向下弯曲，主梁保持平衡，说明可______以改变物体的______。 【答案】：拉力；力；运动状态 【解析】：拉力支撑主梁，阻止其弯曲下坠，体现力改变物体运动状态。 19.小组制作桥梁模型时，用手轻推模型，模型由静止变为运动，说明力是改变物体_______的原因，若不再推力，模型慢慢停下是因为受到________，其运动状态______。 【答案】：运动状态；摩擦力；改变 【解析】：力改变运动状态；摩擦力阻碍运动，使速度变化。 20.2026年我国新型轻量化桥梁材料问世，相同体积下质量更小，______更小，受到的重力更_______，有利于提高桥梁的______能力。 【答案】：密度；小；承重 【解析】：密度小则质量小、重力小，结构更轻，承重效率更高。 21.桥梁是跨越障碍物的承重构造物，按不同的依据，可以有多种分类方法。若依据桥梁的结构与受力来分，可以分为______、______、______、______等最基本的类型。 【答案】梁式桥 拱式桥 钢架桥 悬索桥/斜拉桥 【解析】桥梁按结构及受力特点分，主要依据其承重结构和传力方式。常见的分类如下:1、梁式桥，以梁作为主要承重构件，承受弯矩和剪力，支座提供垂直反力;2、拱式桥，通过拱形结构将荷载转化为轴向压力传递至拱脚处的水平推力和垂直反力。3、悬索桥，由主缆、吊索和桥塔组成，主缆受拉力，桥塔受压，桥面荷载通过吊索传递至主缆:4、斜拉桥，通过斜拉索将桥面荷载传递至桥塔，桥塔受压，拉索受拉，主梁受弯压组合作用;5、刚架桥是一种介于梁与拱之间的一种结构体系，它是由受弯的上部梁(或板)结构与承压的下部柱(或墩整体结合在一起的结构。由于梁和柱的刚性连接，梁因柱的抗弯刚度而得到卸荷作用，整个体系是压弯结构，也是有推力的结构，这五类桥梁的受力特点与结构形式差异显著，是桥梁工程中最基本的结构类型。 （三）解答题 22.阅读材料，回答问题。 我国是世界桥梁建设大国，港珠澳大桥、南京长江大桥等超级工程彰显了中国基建实力。图甲为我国某斜拉桥实景，图乙~丁是斜拉桥的简化建模过程：斜拉桥由桥塔、钢索、桥面组成，可简化为以桥塔与桥面交点O为支点的杠杆（图丁），桥面自重、车辆荷载等效为向下的力F1，钢索的拉力等效为沿钢索方向的力F2。斜拉桥通过钢索的拉力分担桥面荷载，大幅提升桥梁的承载能力与跨度，是现代大跨度桥梁的主流结构之一。 （1）斜拉桥的钢索对桥面施加拉力，说明力可以改变物体的______；桥塔底部做的宽大厚重，是通过增大______来减小对地基的压强，保障桥塔稳定。 （2）将斜拉桥简化为杠杆模型，体现了物理研究中的______法；以O为支点，钢索拉力F2的力臂是从O点到______的垂直距离。 （3）关于斜拉桥的力学分析，下列说法正确的是（ ） A. 钢索越松弛，对桥面的拉力越大 B. 桥塔越高，相同钢索拉力下能承受的桥面荷载越大 C. 钢索的拉力方向一定竖直向上 D. 桥面的荷载只由桥塔承担，与钢索无关 （4）当桥面车辆增多、荷载增大时，为保持杠杆平衡，钢索的拉力会______（选填“增大”“减小”或“不变”）；若要减小钢索拉力，可______（选填“增大”或“减小”）钢索与桥面的夹角。 （5）斜拉桥的引桥（图戊）设计为较长的斜面，本质是利用______原理，______（选填“省力”或“省功”），方便车辆上下桥。 （6）制作斜拉桥模型时，下列做法合理的是（ ） A. 用细铁丝代替钢索，越细越安全 B. 桥塔用轻质塑料制作，减轻总重量 C. 增加钢索数量，分散桥面荷载 D. 直接用胶水固定钢索，无需打结 【答案】（1）形状；受力面积（2）理想模型（建模）；F2作用线 （3）B （4）增大；增大 （5）斜面；省力 （6）C 【解析】（1）钢索拉桥面时，桥面发生形变，说明力可以改变物体的形状；根据压强公式p=F/S，在压力一定时，增大受力面积可以减小压强，因此桥塔底部宽大是通过增大受力面积减小压强。（2）将复杂的斜拉桥简化为杠杆模型，是物理中常用的理想模型法（建模法）；力臂的定义是“支点到力的作用线的垂直距离”，因此F2的力臂是O点到F2作用线的垂直距离。（3）逐项分析：A：钢索越松弛，拉力越小，错误；B：桥塔越高，钢索拉力的力臂越大，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，相同F2下可承受更大的F1（桥面荷载），正确；C：钢索沿斜向布置，拉力方向沿钢索斜向上，不是竖直向上，错误；D：桥面荷载由钢索和桥塔共同承担，错误。（4）根据杠杆平衡F1L1=F2L2，F1（荷载）增大时，F2（钢索拉力）需增大才能平衡；增大钢索与桥面的夹角，会增大F2的力臂，从而减小所需的F2。（5）引桥是斜面的应用，根据功的原理，使用任何机械都不省功，但斜面可以省力，因此引桥通过增大距离实现省力。（6）逐项分析：A：细铁丝强度不足，易断裂，错误；B：桥塔需承受钢索拉力，轻质塑料强度不够，易倾倒，错误； C：增加钢索数量可分散荷载，提升安全性，正确； D：胶水固定不牢固，需打结增强连接，错误。 23.阅读材料，回答问题。 同学们通过制作桥梁模型，深入理解力与运动的知识。如图乙所示，车辆在桥面上的A（凸形段）、B（凹形段）位置，受力情况不同；图丙的压力传感器可用于测量桥体的受力，验证理论分析的正确性。 桥梁的稳定性与受力平衡密切相关。当物体受力平衡时，运动状态保持不变；当受力不平衡时，运动状态发生改变。在桥梁模型制作中，需要通过合理的结构设计，使桥体在承受荷载时保持受力平衡，保障结构稳定。同时，通过实验测量桥体的受力，可优化模型设计，提升桥梁的承载能力。 （1）在桥梁模型制作中，当模型静止在水平桌面上时，模型受到的重力与桌面对模型的______是一对______力。 （2）车辆在桥的A位置（凸形段）行驶时，车辆的运动状态______（选填“改变”或“不改变”），桥对车辆的支持力______（选填“大于”“小于”或“等于”）车辆重力。 （3）车辆在桥的B位置（凹形段）行驶时，车辆的运动状态______（选填“改变”或“不改变”），桥对车辆的支持力______（选填“大于”“小于”或“等于”）车辆重力。 （4）关于桥梁模型的受力，下列说法正确的是（ ） A. 模型静止时，合力不为零 B. 模型被推动时，合力为零 C. 模型匀速滑动时，合力为零 D. 模型加速滑动时，合力为零 （5）为提升桥梁模型的承载能力，下列做法合理的是（ ） A. 减小模型的支撑面积 B. 增加模型的结构强度 C. 降低模型的稳定性 D. 不限制模型的承重 （6）用压力传感器测量桥体受力时，下列操作正确的是（ ） A. 车辆在A位置时，传感器示数等于车重 B. 车辆在B位置时，传感器示数等于车重 C. 车辆在水平段匀速行驶时，传感器示数等于车重 D. 车辆在任何位置，传感器示数都等于车重 【答案】（1）支持力；平衡（2）改变；小于（3）改变；大于（4）C（5）B（6）C 【解析】（1）桥梁模型静止在水平桌面，竖直方向受力平衡。重力竖直向下，桌面对模型的支持力竖直向上，二者大小相等、方向相反、作用在同一物体、同一直线上，是一对平衡力。（2）车辆在A位置（凸形段）做曲线运动，运动方向不断变化，因此运动状态改变，受力不平衡。合力方向竖直向下，故桥对车辆的支持力小于车辆重力。（3）车辆在B位置（凹形段）做曲线运动，运动方向不断变化，运动状态改变，受力不平衡。合力方向竖直向上，故桥对车辆的支持力大于车辆重力。（4）A错误：模型静止时，运动状态不变，受力平衡，合力为零；B错误：模型被推动时，运动状态改变，合力不为零； C正确：模型匀速滑动时，运动状态不变，受力平衡，合力为零；D错误：模型加速滑动时，运动状态改变，合力不为零。（5）A错误：减小模型的支撑面积，会降低模型的稳定性，承载能力下降；B正确：增加模型的结构强度，可提升模型的承重能力，保障结构稳定。 C错误：降低模型的稳定性，会使模型易变形、倒塌，承载能力下降； D错误：不限制模型的承重，会使模型承受过大压力，损坏结构。（6） A错误：车辆在A位置（凸形段）时，支持力小于车重，传感器示数小于车重； B错误：车辆在B位置（凹形段）时，支持力大于车重，传感器示数大于车重； C正确：车辆在水平段匀速行驶时，受力平衡，支持力等于车重，传感器示数等于车重； D错误：车辆在凸形段、凹形段时，支持力与车重不相等，传感器示数不等于车重。 24.阅读材料，回答问题 悬索桥是我国桥梁建设的经典结构之一，以大跨度、造型优美著称，从古代的泸定桥到现代的港珠澳大桥，悬索桥技术不断突破。悬索桥的核心受力结构包括主缆、桥塔、吊杆和桥面，车辆在桥面上行驶时，桥体与车辆的受力遵循力与运动的规律。苏科版八年级物理下册“力与运动”的知识，可帮助我们分析悬索桥的受力平衡、车辆通行的运动状态，为桥梁设计与安全运营提供理论支撑。 悬索桥静止时，桥体各部分受力平衡；车辆在水平桥面上匀速行驶时，受力也保持平衡；当车辆加速、减速或通过桥面起伏段时，运动状态改变，受力不平衡。工程师通过监测桥体受力，保障桥梁的长期安全稳定。 （1）悬索桥静止在水面上时，桥体的重力与水对桥的浮力是一对______力，此时桥体的运动状态______（选填“改变”或“不变”）。 （2）车辆在悬索桥水平桥面上匀速行驶时，水平方向受到的牵引力与______力是一对平衡力，竖直方向受到的重力与桥面对车辆的______力平衡。 （3）车辆在桥面上加速行驶时，牵引力______（选填“大于”“小于”或“等于”）阻力，车辆的运动状态______（选填“改变”或“不变”）。 （4）关于悬索桥的受力，下列说法正确的是（ ） A. 桥塔受到主缆的拉力与桥塔的重力是一对平衡力 B. 桥面静止时，受到的合力为零 C. 车辆在桥面上行驶时，桥体一定受力不平衡 D. 主缆的拉力只作用在桥塔上，与桥面无关 （5）为保障悬索桥的安全通行，下列措施合理的是（ ） A. 允许车辆超速行驶 B. 限制车辆的最大载重 C. 增大桥面的坡度 D. 不限制车辆通行数量 （6）用压力传感器监测桥面受力时，下列说法正确的是（ ） A. 车辆匀速行驶时，传感器示数大于车重 B. 车辆静止在桥面上时，传感器示数等于车重 C. 车辆加速行驶时，传感器示数小于车重 D. 车辆在任何状态下，传感器示数都等于车重 【答案】（1）平衡；不变（2）阻；支持（3）大于；改变（4）B（5）B（6）B 【解析】（1）悬索桥静止时，处于平衡状态，桥体的重力与水的浮力大小相等、方向相反、作用在同一物体、同一直线上，是一对平衡力；平衡状态下物体的运动状态不变。（2）车辆匀速行驶时，水平方向受力平衡，牵引力与阻力大小相等；竖直方向静止，重力与桥面对车辆的支持力平衡。（3）车辆加速行驶时，运动状态改变，受力不平衡，合力方向与运动方向相同，因此牵引力大于阻力，运动状态改变。（4）A错误：桥塔除了主缆拉力和自身重力，还受到地面的支持力，三力平衡，拉力与重力不是一对平衡力；B正确：桥面静止时处于平衡状态，受到的合力为零；C错误：车辆匀速行驶时，桥体受力平衡；D错误：主缆通过吊杆对桥面施加拉力，与桥面受力密切相关。（5）A错误：超速行驶会增大车辆对桥的冲击力，增加桥体负荷；B正确：限制最大载重，可避免桥体承受过大压力，保障结构安全；C错误：增大桥面坡度会改变车辆受力，增加安全风险；D错误：无限制通行会使桥体长期超负荷，缩短使用寿命。（6）A错误：车辆匀速行驶时，竖直方向受力平衡，支持力等于车重，传感器示数等于车重； B正确：车辆静止时，竖直方向受力平衡，支持力等于车重，传感器示数等于车重； C错误：车辆加速行驶时，竖直方向受力平衡，支持力等于车重，传感器示数等于车重；D错误：若车辆通过桥面起伏段，支持力与车重不相等，传感器示数不等于车重。 25.港珠澳大桥是中国境内一座连接香港、广东珠海和澳门的桥隧工程，是世界上最长的跨海大桥之一。其建设中运用了大量物理力学知识，图甲为某桥梁模型中钢梁受重物作用的简化示意图（钢梁两端由支撑柱支撑，中间挂重物，钢梁发生弯曲，s 为支撑柱间距，h 为钢梁最低点与支撑柱顶端的高度差），图乙为该模型钢梁弯曲形变高度 h 与所受拉力 F 的关系图像。结合所学知识完成下列问题。 甲 乙 （1）港珠澳大桥主梁采用钢材建造，钢材能承受巨大拉力和压力，说明钢材具有良好的______和______（填物理属性）。 （2）某工程队在大桥施工时，将重为 G 的钢梁静止悬挂在吊装设备下，此时钢梁受到的重力与吊装设备对钢梁的拉力是一对______（选填“平衡力”或“相互作用力”），这两个力的大小______（选填“相等”或“不相等”）。 （3）如图乙，若该桥梁模型钢梁所受拉力 F=400N，则对应的弯曲高度 h=_____cm；当拉力增大时，钢梁的弯曲形变程度增大，说明力能___________。 （4）大桥通车后，汽车匀速行驶在平直桥面上时，汽车的运动状态______（选填“改变”或“不变”）；此时汽车受到的牵引力与阻力是一对______（选填“平衡力”或“非平衡力”）。 （5）某辆重型卡车匀速通过大桥时，卡车对桥面的压力与桥面对卡车的支持力是一对______（选填“平衡力”或“相互作用力”）；若卡车总质量为 2×104kg，则卡车对桥面的压力为______N（g 取 10N/kg）。 （6）大桥建设中用到了牛顿第一定律相关知识，下列现象中利用惯性的是（ ） A. 桥梁施工时，起重机吊着重物静止不动 B. 汽车过桥时要限速行驶，防止刹车失灵时因惯性引发事故 C. 跳远运动员起跳前助跑，提高跳远成绩 D. 桥墩固定在河床中，防止被水流冲走 【答案】（1）强度；韧性（2）平衡力；相等（3）8；改变物体的形状（4）不变；平衡力 （5）相互作用力；2×105 （6）C 【解析】（1）钢材能承受巨大拉力和压力，体现其强度大；不易断裂体现韧性好，故填强度、韧性。（2）静止的钢梁受重力和拉力，二力作用在同一物体（钢梁）上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，符合二力平衡条件，是平衡力；平衡力大小相等。（3）由图乙可知，F=400N时，对应 h=8cm；拉力使钢梁弯曲形变，说明力能改变物体的形状。（4）汽车匀速直线行驶时，速度大小和方向均不变，运动状态不变；此时牵引力与阻力作用在汽车上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是平衡力。（5）卡车对桥面的压力作用在桥面上，桥面对卡车的支持力作用在卡车上，二力作用在不同物体上，是相互作用力；压力大小F=G=mg=2×104kg×10N/kg=2×105N。（6）A选项是静止状态，与惯性无关；B选项是防止惯性危害；C选项助跑利用惯性，起跳后保持运动状态，提高成绩；D选项是桥墩的稳定性，与惯性无关。故选C。 七．知识清单 一、力的基础与桥梁受力分析 1.力是______对______的作用，力的作用效果有两个：一是______，二是______。 2.桥梁建设中，钢梁承受重物的拉力，说明力可以改变物体的______；桥墩受到江水的冲击力，说明力可以改变物体的______。 3.力的三要素是______、、，这三个因素都会影响力的作用效果。 4.桥梁模型制作中，用弹簧测力计测量钢梁所受拉力，弹簧测力计的工作原理是______。 5.港珠澳大桥主梁采用钢材建造，钢材能承受巨大拉力，体现了钢材具有良好的______（填物理属性）。 6.静止在支撑柱上的钢梁，受到的重力与支撑力是一对______（选填“平衡力”或“相互作用力”）。 二、弹力与桥梁形变 7.物体由于发生______而产生的力叫做弹力，桥梁模型中钢梁的弯曲形变属于______形变。 8.在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力成______；类比可知，在弹性限度内，钢梁的弯曲形变程度与所受拉力成______。 9.桥梁设计时需考虑钢梁的弹性形变，若拉力超过弹性限度，钢梁会发生______形变，无法恢复原状。 三、运动与力的关系（桥梁通行相关） 10.物体的运动状态用______和______来描述，汽车匀速行驶在平直桥面上时，运动状态______（选填“改变”或“不变”）。 11.牛顿第一定律的内容是：一切物体在没有受到力的作用时，总保持______状态或______状态。 12.汽车过桥时限速行驶，是为了防止刹车失灵时，汽车由于______继续向前运动，引发事故。 13.重型卡车匀速通过大桥时，卡车对桥面的压力与桥面对卡车的支持力是一对______（选填“平衡力”或“相互作用力”）。 14.火车匀速通过铁路桥时，水平方向上牵引力与阻力的大小______，方向______。 四、跨学科数学与物理结合 15.绘制桥梁模型钢梁的h-F关系图像时，横坐标表示______，纵坐标表示______，该图像的形状为______，反映出h与F的______函数关系。 16.若某桥梁钢梁的h-F关系式为h=0.02F（h单位：cm，F单位：N），当F=500N时，h=______cm。 17.桥梁调查中，统计不同拉力下钢梁的弯曲高度，需将数据整理成______（填统计图表形式），再通过图像分析二者的关系。 18.桥梁模型制作中，测量支撑柱间距s和钢梁弯曲高度差h，若s=50cm，h=6cm，则钢梁弯曲的倾斜程度可通过计算______与______的比值来描述。 【答案】1.物体；物体；改变物体的形状；改变物体的运动状态 2.形状；运动状态 3.大小；方向；作用点 4.在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力成正比 5.强度 6.平衡力 7.弹性形变；弹性 8.正比；正比 9.塑性 10.速度大小；速度方向；不变 11.静止；匀速直线运动 12.惯性 13.相互作用力 14.相等；相反 15.拉力F（N）；弯曲高度h（cm）；直线；一次 16.10 17.表格 18.h；s 八．强化提优 （一）选择题 1.2026年新一代大跨桥梁抗风能力更强。强风对桥梁的作用属于（ ） A. 弹力 B. 摩擦力 C. 空气阻力/风力 D. 重力 【答案】：C 【解析】：风对桥梁的作用力属于风力，会改变运动状态。 2.大风中桥梁轻微晃动，说明力可以（ ） A. 改变物体形状 B. 改变物体运动状态 C. 使质量变大 D. 使重力消失 【答案】：B 【解析】：晃动是运动状态改变，由风力引起。 3.悬索桥主缆承受巨大荷载，其核心受力是（ ） A. 压力 B. 拉力 C. 浮力 D. 支持力 【答案】：B 【解析】：悬索桥主缆受拉，将荷载传给桥塔与锚碇。 4.桥梁模型没放稳就倾倒，主要原因是（ ） A. 重心超出支撑面 B. 重力变大 C. 支持力消失 D. 摩擦力太大 【答案】：A 【解析】：重心超出支撑面，物体就会失去平衡而倾倒。 5.2026年推广低碳材料建桥。轻质材料能（ ） A. 减小桥梁自重 B. 增大重力 C. 减小支持力 D. 增大惯性 【答案】：A 【解析】：质量越小，重力（自重）越小，结构更安全。 6.关于桥梁受力与运动，下列说法正确的是（ ） A. 静止桥梁不受力 B. 受力平衡的桥梁一定静止 C. 静止桥梁合力为零 D. 桥梁只受重力 【答案】：C 【解析】：静止或匀速直线运动都属于平衡状态，合力为0。 7.在进行桥梁设计时，下列选项中不是桥型选择的主要考虑因素的是（ ） A.地形地貌 B.交通流量 C.设计师个人偏好 D.地质条件 【答案】C 【解析】在进行桥梁设计时，需要考虑到当地的地形地貌、地质条件，以及交通流量，而设计师个人偏好不应作为娇梁设计的主要考虑因素。 8.我国许多现代大桥都采用“三角形桁架结构”。从“力与运动”角度分析，这种结构能让桥梁更稳固的主要原因是（ ） A. 三角形结构美观，受力面积大 B. 三角形结构不易变形，能让桥梁保持静止平衡 C. 三角形可以减小桥梁的重力 D. 三角形能让桥梁只受一种力 【答案】：B 【解析】：A错误：美观不是物理原因，受力面积与稳固原理无关。B正确：三角形结构稳定性强、不易变形，能让桥梁在受力时保持静止平衡状态。C错误：结构形状不能减小物体重力。 D错误：任何桥梁都受重力、支持力、拉力、压力等多种力。 9.如图所示，小明在对我国现代桥梁构造进行调查时发现，桥梁都设计有合理的排水坡度，以防止桥面积水，影响行车安全。下列对这一设计及作用描述不正确的是（ ） A.雨天时，雨水从排水通道向下流动的速度越来越快，是因为雨水所受重力大于其所受阻力 B.同一辆汽车先后通过湿滑桥面和千燥桥面，通过干燥桥面时的惯性大 C.路面上有积水时，高速行驶的车辆从刹车到停止，通过的距离比通过干燥路面时的距离长 D.汽车缓慢匀速通过平直的湿滑桥面时(不计空气阻力)，汽车的牵引力与汽车受到的阻力相互平衡 【答案】B 【解析】A.雨水从排水通道向下流动时，雨水所受重力大于其所受阻力，雨水所受合力向下，故雨水向下流动的速度越来越快，故A正确，不符合题意;B.惯性的大小只与物体的质量有关，同一辆汽车其质量相同，故惯性的大小相同，故B错误，符合题意，路面上有积水时，接触面较光滑，摩擦力较小，故刹车时通过的距离比通过干燥路面时的距离长，故C正确，不符合题意。汽车缓慢匀速通过平直的湿滑桥面时(不计空气阻力)，汽车处于平衡状态，故牵引力与汽车受到的阻力是一对平衡力，故D正确，不符合题意。 10.如图所示的是单塔双索面斜拉桥，索塔两侧对称的拉索承受了桥梁的重力。以索塔与桥面的交点为支点，一辆载重汽车从桥面索塔处按设计时速匀速驶向桥的右端，右侧拉索的拉力大小将( ) A.一直减小 B.一直增大 C.保持不变 D.先增大后减小 【答案】A 【解析】以索塔与桥面的交点为支点，右侧拉索的拉力为动力，汽车对桥的压力为阻力，一辆载重汽车从桥面索塔处按设计时速匀速驶向桥的右端，阻力臂逐渐变大，在阻力和动力臂不变时，根据杠杆的平衡条件知右侧拉索拉力大小一直增大。故A符合题意，BcD不符合题意。 11.我国港珠澳大桥在建设中，桥墩稳稳立在水中，桥面能承受巨大车辆荷载。下列关于桥梁受力与运动状态的说法正确的是（ ） A. 静止在桥面上的汽车，不受力的作用 B. 桥梁静止不动，一定不受力 C. 匀速通过桥面的汽车，运动状态保持不变 D. 桥梁受到重力和支持力，一定是一对相互作用力 【答案】：C 【解析】：A错误：静止的汽车受重力和支持力，是一对平衡力。B错误：静止的桥梁受平衡力作用，并非不受力。C正确：匀速直线运动的物体，速度大小和方向都不变，运动状态不变。D错误：重力和支持力作用在同一物体上，是平衡力，不是相互作用力。 12.在“桥梁模型制作”实践活动中，同学们用纸板、木条搭建桥梁模型。为了让桥梁更稳固、不易变形倒塌，下列措施利用“力与运动”知识最合理的是（ ） A. 把桥梁做得更轻，不用考虑结构 B. 增加桥梁支撑点，使桥梁受力更平衡 C. 桥梁只受拉力，不受压力 D. 让桥面倾斜，车辆无法匀速行驶 【答案】：B 【解析】：A错误：桥梁稳固不仅靠轻重，更靠结构与受力平衡。B正确：增加支撑点可让桥梁受力更均匀、更易保持平衡，不易倾倒变形。C错误：实际桥梁同时受拉力、压力等多种力。D错误：桥面倾斜不利于通行，也与“保持运动状态稳定”无关。 （二）填空题 13.古代石拱桥“长虹卧波”，石块之间相互挤压产生________，整体结构稳定，不易倾倒，说明物体的_________越大，稳定性越______。 【答案】：弹力；支撑面；强 【解析】：挤压产生弹力；支撑面越大，重心越稳，稳定性越强。 14.桥梁模型放在倾斜木板上静止，此时模型受到重力、支持力和_______，三个力的合力为_______，模型处于______状态。 【答案】：静摩擦力；零；平衡 【解析】：静止即平衡状态，合力为零，受静摩擦力防止下滑。 15.测试桥梁模型承重时，逐渐增加砝码，桥面形变逐渐_______，当砝码过重桥面断裂，说明超过材料的________，物体不能______原状。 【答案】：增大；弹性限度；恢复 【解析】：外力越大形变越大；超过弹性限度会发生塑性形变。 16.2026年智能桥梁可实时监测振动，桥梁受到车辆冲击发生振动，说明力能改变物体的_________，振动停止是因为受到_______，最终回到______状态。 【答案】：运动状态；阻力；静止 【解析】：冲击改变运动状态；阻力使振动减弱直至静止。 17.钢桁架桥模型由许多三角形结构组成，三角形具有________，不易变形，桁架杆件主要承受拉力或_________，使整体受力更______。 【答案】：稳定性；压力；均匀 【解析】：三角形结构最稳定；杆件拉压分明，荷载分布均匀。 18.“桥影摇波里”，桥梁模型在水中倒影旁匀速移动，模型相对于水面是_______的，相对于手中细线是_________的，选择不同______结果不同。 【答案】：运动；静止；参照物 【解析】：运动具有相对性，不同参照物判断结果不同。 19.制作桥梁底座时，增大底座面积可以减小对桌面的_______，防止桌面压痕，同时提高模型的_____，使其更不容易______。 【答案】：压强；稳定性；倾倒 【解析】：受力面积越大压强越小；底面积大更稳定。 20.完成桥梁模型后，将其轻轻放在水平展示台，模型对台面的压力与台面对模型的支持力是一对________，模型的重力与支持力是一对_______，模型保持______。 【答案】：相互作用力；平衡力；静止 【解析】：相互作用力作用在两个物体上；平衡力作用在同一物体上。 21.如图所示的苏通长江大桥是一座著名的斜拉桥，其建设过程创造了多项当时的世界之最。斜拉桥主要由______、______、______等组成。 【答案】主梁 索塔 拉索 【解析】苏通长江大桥是我国著名的斜拉桥之一，位于江苏省南通市和苏州市之间，是世界上主跨最长的斜拉桥之一，斜拉桥主要由主梁、索塔、斜拉索等组成。 三．解答题 22.阅读材料，回答问题。 梁建设融合了力学、材料学、工程学等多学科知识，是力与运动知识的典型应用场景。斜拉桥在施工和使用中，需严格控制受力平衡：桥面静止时，钢索拉力、桥塔支撑力与桥面重力平衡；车辆在桥面上行驶时，需考虑摩擦力、惯性对桥梁的影响。同时，桥梁模型制作是八年级物理跨学科实践的重要内容，通过模型制作可深化对力与运动知识的理解。 （1）静止在桥面上的车辆，受到的重力与______力是一对平衡力；车辆匀速通过桥面时，牵引力与______力是一对平衡力。 （2）斜拉桥的钢索选用高强度钢材，是因为钢材的______（选填“硬度”或“弹性”）大，能承受较大拉力；桥塔底部浇筑混凝土，是通过增大______来提升桥塔的稳定性。 （3）关于桥梁上的力学现象，下列说法错误的是（ ） A. 车辆刹车时，由于惯性会继续向前运动，对桥面产生冲击 B. 桥面铺设防滑路面，是通过增大接触面粗糙程度增大摩擦力 C. 钢索被拉长后发生的形变是塑性形变，无法恢复原状 D. 桥塔对桥面的支持力与桥面受到的压力是相互作用力 （4）制作斜拉桥杠杆模型时，若支点O左侧挂重物（模拟桥面荷载），右侧用弹簧测力计沿斜向拉（模拟钢索拉力），当测力计从斜向逐渐变为竖直向上拉时，测力计示数会______（选填“变大”“变小”或“不变”），原因是拉力的力臂______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （5）桥梁在建造时，需对钢索进行预张拉，使钢索产生向上的拉力，抵消部分桥面自重，这是利用了力的作用是______的；预张拉后的钢索，对桥塔施加向______（选填“上”或“下”）的拉力。 （6）在桥梁模型制作的实践活动中，下列操作符合物理原理的是（ ） A. 为了让模型更美观，随意调整钢索的长度和角度 B. 用杠杆平衡条件计算模型中钢索的合理拉力 C. 直接用手掰弯桥塔，调整桥塔的倾斜角度 D. 模型制作完成后，无需测试承载能力即可展示 【答案】（1）支持；摩擦（2）硬度；重力（质量）（3）C（4）变小；变大（5）相互；下 （6）B 【解析】（1）车辆静止在桥面时，竖直方向重力与桥面的支持力平衡；匀速行驶时，水平方向牵引力与摩擦力平衡，符合二力平衡条件（大小相等、方向相反、同一直线、同一物体）。 （2）钢材硬度大，能承受较大拉力而不易断裂；桥塔底部浇筑厚重混凝土，增大了桥塔的总重力（质量），从而提升稳定性（降低重心、增大稳度）。（3）逐项分析：A：车辆刹车时，惯性使车辆保持运动状态，对桥面产生冲击，正确；B：防滑路面增大了接触面粗糙程度，从而增大摩擦力，防止车辆打滑，正确；C：钢索的形变是弹性形变，撤去拉力后可恢复原状，塑性形变无法恢复，错误；D：桥塔对桥面的支持力与桥面受到的压力，大小相等、方向相反、作用在两个物体上，是相互作用力，正确。（4）根据杠杆平衡F1L1=F2L2，重物和力臂不变（F1L1不变），当拉力从斜向变为竖直向上时，拉力的力臂（支点到拉力作用线的垂直距离）变大，因此所需拉力F2变小，测力计示数变小。（5）力的作用是相互的，钢索对桥面施加向上的拉力时，桥面对钢索施加向下的拉力，钢索同时对桥塔施加向下的拉力；预张拉通过钢索的拉力抵消桥面自重，提升桥梁承载能力。（6）逐项分析：A：钢索长度和角度直接影响力臂和拉力，随意调整会破坏杠杆平衡，错误；B：用杠杆平衡条件计算钢索拉力，符合物理原理，可保证模型的合理性，正确；C：掰弯桥塔会破坏结构稳定性，不符合工程要求，错误；D：模型需测试承载能力，验证力学设计的合理性，错误。 23.阅读材料，回答问题 我国桥梁建设历史悠久、成就辉煌，从古代的石拱桥到现代的现代化大桥，凝聚着无数工匠与工程师的智慧。如图甲所示，凸形桥和凹形桥是常见的桥梁结构，在车辆通行时，桥体与车辆间的相互作用遵循力与运动的规律。苏科版八年级物理下册“力与运动”章节的知识，可帮助我们分析车辆在桥面上行驶时的受力与运动状态，为桥梁设计、安全通行提供理论依据。 车辆在桥面上行驶时，会受到重力、桥面对车辆的支持力等力的作用。根据力与运动的关系，当物体做匀速直线运动时，受力平衡；当物体运动状态改变时，受力不平衡。桥梁的设计需要充分考虑车辆通行时的受力情况，保障结构安全与通行安全。 （1）车辆在水平桥面上匀速行驶时，竖直方向上受到的重力与桥面对车辆的______是一对______力。 （2）车辆通过凸形桥顶端时，桥面对车辆的支持力______（选填“大于”“小于”或“等于”）车辆的重力，此时车辆的运动状态______（选填“改变”或“不改变”）。 （3）车辆通过凹形桥最低点时，桥面对车辆的支持力______（选填“大于”“小于”或“等于”）车辆的重力，此时车辆受到的合力方向______（选填“竖直向上”“竖直向下”或“为零”）。 （4）关于车辆在桥面上的受力，下列说法正确的是（ ） A. 车辆在凸形桥顶端时，合力为零 B. 车辆在凹形桥最低点时，合力为零 C. 车辆在水平桥匀速行驶时，合力为零 D. 车辆在任何桥面上行驶，合力都不为零 （5）为保障凸形桥的安全，下列措施合理的是（ ） A. 提高车辆通行速度 B. 限制车辆通行速度 C. 增大桥的坡度 D. 不限制车辆载重 （6）桥梁建设中，工程师会通过压力传感器（如图丙）监测桥体受力。当车辆通过时，压力传感器的示数反映了桥面对车辆支持力的大小。下列说法正确的是（ ） A. 车辆在凸形桥顶端时，传感器示数等于车重 B. 车辆在凹形桥最低点时，传感器示数等于车重 C. 车辆在水平桥匀速行驶时，传感器示数等于车重 D. 车辆在任何位置，传感器示数都等于车重 【答案】（1）支持力；平衡（2）小于；改变（3）大于；竖直向上（4）C（5）B（6）C 【解析】（1）车辆在水平桥面上匀速行驶，竖直方向静止，受力平衡。重力方向竖直向下，桥面对车辆的支持力方向竖直向上，二者大小相等、方向相反、作用在同一物体、同一直线上，是一对平衡力。（2）车辆通过凸形桥顶端时，运动轨迹为曲线，运动状态改变，因此受力不平衡，合力不为零。此时合力方向竖直向下（指向轨迹圆心），重力大于支持力，故支持力小于重力。（3）车辆通过凹形桥最低点时，运动轨迹为曲线，运动状态改变，合力不为零。合力方向竖直向上（指向轨迹圆心），因此支持力大于重力，合力方向竖直向上。 （4）A错误：车辆在凸形桥顶端做曲线运动，运动状态改变，合力不为零； B错误：车辆在凹形桥最低点做曲线运动，运动状态改变，合力不为零； C正确：车辆在水平桥匀速行驶，运动状态不变，受力平衡，合力为零； D错误：车辆在水平桥匀速行驶时，合力为零。 （5） A错误：提高车辆通行速度，会增大车辆对桥的压力变化，增加桥体负荷，不安全； B正确：限制车辆通行速度，可减小车辆对桥的冲击力，保障桥体安全； C错误：增大桥的坡度，会使车辆在顶端的受力变化更明显，增加安全风险； D错误：不限制车辆载重，会使桥体承受过大压力，损坏桥梁。（6） A错误：车辆在凸形桥顶端时，支持力小于车重，传感器示数小于车重； B错误：车辆在凹形桥最低点时，支持力大于车重，传感器示数大于车重； C正确：车辆在水平桥匀速行驶时，支持力等于车重，传感器示数等于车重； D错误：车辆在凸形桥、凹形桥时，支持力与车重不相等，传感器示数不等于车重。 24.阅读材料，回答问题 在“桥梁调查与模型制作”跨学科实践中，同学们以悬索桥为原型制作桥梁模型，深入探究力与运动的知识。悬索桥模型的主缆、桥塔、吊杆模拟真实桥梁的受力结构，通过在模型桥面上放置重物（模拟车辆），可观察模型的形变与受力情况，验证力的平衡规律。 制作模型时，需要保证桥体静止时受力平衡，才能稳定承载重物；当重物在桥面上运动时，通过分析受力与运动状态的关系，可优化模型结构，提升承载能力。同时，通过实验测量模型的受力，能加深对力与运动知识的理解。 （1）悬索桥模型静止在水平桌面上时，模型的重力与桌面对模型的______力是一对平衡力，此时模型受到的合力为______。 （2）在模型桥面上放置一个静止的重物，重物受到的重力与桥面对重物的______力平衡，模型桥面对重物的力与重物对桥面的力是一对______力。 （3）当重物在模型桥面上匀速滑动时，重物的运动状态______（选填“改变”或“不变”），此时重物受到的合力______（选填“为零”或“不为零”）。 （4）关于桥梁模型的受力，下列说法正确的是（ ） A. 模型被推动时，合力为零 B. 模型静止时，主缆的拉力与桥塔的重力平衡 C. 重物在模型上匀速滑动时，重物受力平衡 D. 重物加速滑动时，重物受力平衡 （5）为提升悬索桥模型的承载能力，下列做法合理的是（ ） A. 减小主缆的拉力 B. 增加桥塔的稳定性 C. 降低桥面的强度 D. 不限制模型的承重 （6）用压力传感器测量模型桥面的受力，下列说法正确的是（ ） A. 重物静止时，传感器示数等于重物重力 B. 重物匀速滑动时，传感器示数大于重物重力 C. 重物加速滑动时，传感器示数小于重物重力 D. 重物在任何状态下，传感器示数都等于重物重力 【答案】（1）支持；0（零）（2）支持；相互作用（3）不变；为零（4）C（5）B（6）A 【解析】（1）模型静止在水平桌面，竖直方向受力平衡，重力与桌面的支持力是一对平衡力；平衡状态下物体受到的合力为0（零）。（2）重物静止时，竖直方向受力平衡，重力与桥面对重物的支持力平衡；桥面对重物的支持力与重物对桥面的压力，大小相等、方向相反、作用在两个物体上，是一对相互作用力。（3）重物匀速滑动时，做匀速直线运动，处于平衡状态，运动状态不变，受到的合力为零。（4）A错误：模型被推动时，运动状态改变，合力不为零；B错误：模型静止时，主缆拉力、桥塔重力、地面支持力三力平衡，拉力与重力不是一对平衡力； C正确：重物匀速滑动时，处于平衡状态，受力平衡； D错误：重物加速滑动时，运动状态改变，受力不平衡。（5）A错误：减小主缆拉力会降低模型的承重能力；B正确：增加桥塔的稳定性，可提升模型的结构强度，增大承载能力；C错误：降低桥面强度会使模型易变形，承载能力下降；D错误：无限制承重会使模型超负荷，损坏结构。（6）A正确：重物静止时，竖直方向受力平衡，支持力等于重物重力，传感器示数等于重物重力；B错误：重物匀速滑动时，竖直方向受力平衡，支持力等于重物重力，传感器示数等于重物重力； C错误：重物加速滑动时，竖直方向受力平衡，支持力等于重物重力，传感器示数等于重物重力；D错误：若重物通过模型桥面的起伏段，支持力与重力不相等，传感器示数不等于重物重力。 25.南京长江大桥是中国第一座自主设计和建造的双层式铁路、公路两用桥梁。某物理兴趣小组制作南京长江大桥模型进行探究，模型中钢梁简化为图甲所示的受力形式，结合图乙的 h-F 图像及第八章力与运动知识完成下列问题。 甲 乙 （1）制作大桥模型时，选用的材料质量小、强度高，该材料的密度______（选填“大”或“小”），这样做是为了减小模型对支撑柱的______，避免模型变形。 （2）如图甲，当模型钢梁上悬挂重物时，钢梁发生弯曲，此时钢梁受到的力属于______（选填“平衡力”或“非平衡力”）；若钢梁静止，说明钢梁受到的重力、拉力与支撑力的合力为______。 （3）如图乙，若该模型钢梁弯曲高度 h=4cm，则此时钢梁所受拉力 F=______N；该图像为过原点的直线，说明在弹性限度内，钢梁的弯曲形变程度与所受拉力成_______。 （4）大桥通车后，一列火车匀速通过铁路桥时，火车的运动状态______（选填“改变”或“不变”）；火车启动时，需要牵引力大于阻力，此时火车做______（选填“匀速直线”或“加速直线”）运动。 （5）下列关于大桥模型受力的说法，正确的是（） A. 支撑柱对钢梁的支持力，是因为支撑柱发生了弹性形变 B. 钢梁对重物的拉力，是重物受到的平衡力 C. 钢梁的重力与钢梁对支撑柱的压力是一对相互作用力 D. 静止的钢梁不受力的作用 （6）大桥建设中，工程师利用牛顿第一定律分析桥梁的稳定性，下列推理符合该定律的是（ ） A. 若钢梁所受所有力突然消失，钢梁将保持静止或匀速直线运动状态 B. 若重物突然掉落，钢梁将立即静止 C. 若支撑柱突然倒塌，钢梁将保持匀速直线运动 D. 若桥面光滑，汽车将永远做匀速直线运动 【答案】（1）小；压力（2）非平衡力；0（3）200；正比（4）不变；加速直线（5）A （6）A 【解析】（1）材料密度小，同体积下质量小，对支撑柱的压力小，避免模型变形。（2）钢梁弯曲，运动状态（形状）改变，受非平衡力；静止的钢梁所受合力为0，各力效果相互抵消。（3）由图乙可知，h=4\mathrm{cm} 时，F=200N；图像为过原点直线，说明弹性限度内，钢梁弯曲形变程度与拉力成正比。（4）火车匀速直线运动，速度大小和方向均不变，运动状态不变；牵引力大于阻力时，合力与运动方向相同，火车加速直线运动。（5）A选项，支持力是弹力，由支撑柱弹性形变产生，正确；B选项，钢梁对重物的拉力是重物受到的力之一，不是平衡力，错误；C选项，钢梁重力与支撑柱支持力是平衡力，钢梁对支撑柱压力与支撑柱对钢梁支持力是相互作用力，错误；D选项，静止的钢梁受重力、支持力等，错误。故选A。（6）牛顿第一定律：一切物体不受力时，总保持静止或匀速直线运动状态。A选项符合定律；B选项，重物掉落，钢梁受力变化，不会立即静止，错误；C选项，支撑柱倒塌，钢梁受重力等力，不会匀速直线运动，错误；D选项，桥面光滑但汽车受重力，不会永远匀速直线运动，错误。故选A。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $