《桥梁结构设计中的力与美》课件 - 2026-2027 学年冀美版美术四年级上册

2026秋新教材冀美版 · 四年级美术上册 桥梁结构 设计中的力与美 薄薄的桥面，凭什么托起那么重的车？ 开场 1 1.7.2013 同学们好！上节课我们认识了各式各样的桥。今天我们要钻到桥的肚子里，看看薄薄的桥面凭什么托起那么重的车——这就是桥梁结构设计里的力与美。 ‹#› 先来回顾 上节课，我们认识了这些桥 梁式桥 桥面平直 桥墩托着 拱桥 弯弯的拱 最古老 悬索桥 大缆吊着 跨度大 斜拉桥 高塔拉索 像竖琴 四种桥 2 1.7.2013 上节课我们认识了四种桥：梁式桥——桥面平直桥墩托着；拱桥——弯弯的拱最古老；悬索桥——大缆吊着跨度大；斜拉桥——高塔拉索像竖琴。今天我们要研究它们为什么能承重。 ‹#› 今天的大问题 薄薄的桥面，小小的桥墩 凭什么托起那么重的车？ 秘密就藏在桥的结构里 问题导入 3 1.7.2013 今天的大问题：薄薄的桥面、小小的桥墩，凭什么托起那么重的车？秘密就藏在桥的结构里。这节课我们就把这个秘密找出来。 ‹#› 两个关键词 桥 = 力 + 美 力 桥要结实、不能塌 能扛住重量、风、水流 美 桥要好看、和风景相配 看起来舒服、有韵律 好桥，是力和美握起了手 力与美 4 1.7.2013 这节课的两个关键词：力——桥要结实不能塌，能扛住重量、风、水流；美——桥要好看、和风景相配。好桥，是力和美握起了手。 ‹#› 第一种桥 · 拱桥 先跟老师做个小游戏 怎么做 · 两只手臂弯成一个拱 · 另一只手从上往下压 · 感觉一下手臂哪里在用力 越往下压，拱是不是越紧？ 手臂体验 5 1.7.2013 先跟老师做个小游戏：两只手臂弯成一个拱，另一只手从上往下压，感觉一下手臂哪里在用力。是不是越往下压，拱反而越紧？这就是拱桥的秘密。 ‹#› 拱桥的秘密 压力沿着弧线，传到两边桥墩 车的重量压下来 · 桥面受到向下的压力 · 拱把压力接住 · 不硬顶，而是顺着弧线走 → 分给两边桥墩 · 力量从拱顶滑到两端 · 桥墩稳稳扎进地下 · 桥就不会塌 拱像一双手，把重量轻轻交给大地 拱桥受力 6 1.7.2013 拱桥的秘密：车的重量压在桥面上，拱接住压力，不硬顶而是顺着弧线走，把力量从拱顶滑到两端桥墩。桥墩稳稳扎进地下，桥就不会塌。拱像一双手，把重量轻轻交给大地。 ‹#› 拱为什么是圆的 拱要圆滑，不能有棱角 圆滑的拱 · 力量顺着曲线流畅地走 · 不堵车、不打架 · 桥既结实又好看 有棱角的拱 · 力量在棱角处"卡住" · 容易裂开、塌掉 · 看着也生硬 曲线让桥结实，也让桥优美——这就是力与美的第一次握手 圆滑的拱 7 1.7.2013 拱为什么是圆的？圆滑的拱，力量顺着曲线流畅地走，不堵车不打架；有棱角的拱，力量在棱角处卡住，容易裂开塌掉。曲线让桥结实，也让桥优美——这就是力与美的第一次握手。 ‹#› 同样是拱桥，长得都一样吗 三座著名的拱桥 赵州桥 · 隋代 · 河北 桥面在拱之上 —— 上承式 晴川桥 · 2000年 · 武汉 桥面在拱之下 —— 下承式 合江长江一桥 · 2021年 · 泸州 拱从桥面中间穿过 —— 中承式 三种拱桥 8 1.7.2013 同样是拱桥，它们长得都一样吗？看三座著名拱桥：赵州桥——隋代河北，桥面在拱之上叫上承式；晴川桥——2000年武汉，桥面在拱之下叫下承式；合江长江一桥——2021年泸州，拱从桥面中间穿过叫中承式。 ‹#› 上承式拱桥 桥面在拱的上面 赵州桥 · 1400多岁 · 桥面平平地铺在拱顶 · 桥下净空高，大船能过 · 最经典、最古老的样子 上承式 9 1.7.2013 第一种是上承式拱桥，代表是1400多岁的赵州桥。桥面平平地铺在拱顶，桥下净空高大船能过，是最经典最古老的样子。 ‹#› 下承式拱桥 桥面在拱的下面 晴川桥 · 武汉 · 桥面从拱圈里面穿过去 · 两岸不抬高，不用爬大坡 · 拱像彩虹跨在桥上方 为什么这样设计？ 河两岸的马路已经修好了 不能为了桥把路抬高 于是让桥面走拱下面 下承式 10 1.7.2013 下承式拱桥代表是武汉晴川桥。桥面从拱圈里面穿过去，两岸不用抬高不用爬大坡，拱像彩虹跨在桥上方。为什么这样设计？因为河两岸马路已经修好了，不能为了桥把路抬高，于是让桥面走拱下面。 ‹#› 中承式拱桥 拱从桥面中间穿过 合江长江一桥 · 拱一半在桥面之上 · 一半在桥面之下 · 两边景色都能看到 三种拱，怎么选？ 看河宽、看水位、看两岸路高 选最结实又最好看的那种 中承式 11 1.7.2013 中承式拱桥代表是合江长江一桥。拱一半在桥面之上，一半在桥面之下，两边景色都能看到。三种拱怎么选？看河宽、看水位、看两岸路高，选最结实又最好看的那种——这就是因地制宜。 ‹#› 走进名画里 《清明上河图》里的虹桥 奇怪的事 · 这座桥没有桥墩 · 桥下能过大船 · 全是木头搭的 北宋 · 张择端画 虹桥 12 1.7.2013 北宋张择端的《清明上河图》里，有一座虹桥。奇怪的是：这座桥没有桥墩，桥下能过大船，全是木头搭的。它是怎么架在河上的？ ‹#› 虹桥的秘密 叠梁拱：木条互相压着 怎么搭的 · 一根根木条交叉插接 · 你压着我，我压着你 · 拼出一个大拱 妙在哪里 · 没有一根钉子 · 全靠结构本身承重 · 越压越紧，不会散 古人的智慧，全在这一根根木条里 叠梁拱 13 1.7.2013 虹桥叫叠梁拱：一根根木条交叉插接，你压着我我压着你，拼出一个大拱。妙在没有一根钉子，全靠结构本身承重，越压越紧不会散。古人的智慧，全在这一根根木条里。 ‹#› 动手试一试 用小木棒搭一个小拱 分组任务 · 用 5 根小木棒，搭一个小小的拱 · 不用胶水、不用绳子 · 搭好后轻轻压一压，看稳不稳 你会发现：木条互相顶着，就站稳了 动手体验 14 1.7.2013 现在分组任务：用5根小木棒搭一个小小的拱，不用胶水不用绳子，搭好后轻轻压一压看稳不稳。你会发现木条互相顶着就站稳了——这就是叠梁拱的巧思。 ‹#› 第二种桥 · 悬索桥 是谁在吊着桥面？ 主角：主缆 · 两根又粗又长的钢缆 · 架在高高的桥塔上 · 小钢索把桥面吊住 鹦鹉洲长江大桥 · 武汉 悬索桥 15 1.7.2013 第二种桥是悬索桥，代表是武汉鹦鹉洲长江大桥。是谁在吊着桥面？主角是主缆——两根又粗又长的钢缆架在高高的桥塔上，小钢索把桥面吊住。 ‹#› 第三种桥 · 斜拉桥 钢索像竖琴的琴弦 主角：斜拉索 · 高高的桥塔立在中间 · 钢索从塔顶斜拉到桥面 · 像一把竖琴，真好看 北盘江大桥 · 世界最高桥 斜拉桥 16 1.7.2013 第三种桥是斜拉桥，代表是北盘江大桥——世界最高桥。主角是斜拉索：高高的桥塔立在中间，钢索从塔顶斜拉到桥面，像一把竖琴，真好看。 ‹#› 第四种桥 · 梁式桥 最简单，也最常见 主角：桥墩 · 平直的桥面 · 下面一个个桥墩顶着 · 像排队的巨人托着桥 南京长江大桥 梁式桥 17 1.7.2013 第四种是梁式桥，代表是南京长江大桥。它最简单也最常见：平直的桥面，下面一个个桥墩顶着，像排队的巨人托着桥。 ‹#› 比一比 四种桥，靠什么承重？ 桥的类型 谁在用力 长得什么样 拱桥 拱把力分给桥墩 弯弯的，最古老 悬索桥 主缆吊起桥面 大缆弧线，气势大 斜拉桥 钢索斜拉桥面 高塔像竖琴 梁式桥 桥墩托起桥面 平直简洁 四种桥对比 18 1.7.2013 比一比四种桥靠什么承重：拱桥——拱把力分给桥墩；悬索桥——主缆吊起桥面；斜拉桥——钢索斜拉桥面；梁式桥——桥墩托起桥面。它们造型不同，但都结实耐用。 ‹#› 说一说 你最喜欢哪一种桥？ "我喜欢斜拉桥，钢索一根根拉开， 像竖琴一样漂亮！" "我喜欢悬索桥，又高又大，很壮观！" 喜欢的理由不同，都是在感受桥的美 交流感受 19 1.7.2013 这三种桥你最喜欢哪一种？为什么？有人说喜欢斜拉桥，钢索一根根拉开像竖琴；有人说喜欢悬索桥，又高又大很壮观。喜欢的理由不同，都是在感受桥的美。 ‹#› 桥要和环境相配 山里的桥和城里的桥 大山里 · 选斜拉桥或悬索桥 · 高桥塔和青山相映 · 跨越大峡谷 城市里 · 选简洁的梁式桥 · 和楼房马路协调 · 不抢建筑的风头 桥不是越大越好，是和周围环境最配才好 桥与环境 20 1.7.2013 桥要和环境相配。大山里选斜拉桥或悬索桥，高桥塔和青山相映跨越大峡谷；城市里选简洁的梁式桥，和楼房马路协调不抢风头。桥不是越大越好，是和周围环境最配才好——这也是美。 ‹#› 动手实验 我们自己来造桥 比什么？ · 同样一张纸 · 折成不同形状 · 看谁能放更多小物件 猜猜：哪种形状最结实？ 纸桥实验 21 1.7.2013 研究了这么多桥，现在我们自己来造桥。用同样一张纸，折成不同形状，看谁能放更多小物件。猜猜：哪种形状最结实？ ‹#› 实验材料 每组桌上有什么 硬纸 3 张 同样大小、同样厚薄 两个盒子 当桥墩，隔开一段距离 小物件一堆 棋子、橡皮、硬币都行 实验规则 小物件一个一个轻轻放，数到桥塌了为止，记下来 材料规则 22 1.7.2013 每组桌上有：硬纸3张——同样大小同样厚薄；两个盒子当桥墩隔开一段距离；小物件一堆——棋子橡皮硬币都行。规则：小物件一个一个轻轻放，数到桥塌了为止，记下来。 ‹#› 三种纸桥比一比 折成三种形状 平板桥 纸平平架着 一压就弯 纸拱桥 纸弯成拱形 能放更多东西 波浪桥 纸折成波浪 也比平板结实 猜一猜：哪座桥能放最多？ 三种形状 23 1.7.2013 把三张纸折成三种形状：平板桥——纸平平架着一压就弯；纸拱桥——纸弯成拱形能放更多东西；波浪桥——纸折成波浪也比平板结实。猜一猜：哪座桥能放最多？ ‹#› 实验结果 你们发现了什么？ 平板桥 轻轻一压就弯了，放不了几个 拱桥 / 波浪桥 能放好多东西，稳稳的 同样一张纸，折一下，力气大不一样 实验发现 24 1.7.2013 你们发现了什么？平板桥轻轻一压就弯了，放不了几个；拱桥和波浪桥能放好多东西，稳稳的。同样一张纸，折一下，力气大不一样——这就是结构的魔法。 ‹#› 今天最大的秘密 结构决定承重 不是纸更厚了，是结构把力量分散了 拱桥、波浪桥、折痕——都是让力量顺着形状走，不堆在一个地方 核心结论 25 1.7.2013 今天最大的秘密：结构决定承重。不是纸更厚了，是结构把力量分散了。拱桥、波浪桥、折痕，都是让力量顺着形状走，不堆在一个地方。 ‹#› 为什么折痕有劲 纸折一折，为什么就硬了？ 平平的纸 · 薄薄一层，软塌塌 · 力量无处可走 · 一压就弯 折过的纸 · 折痕变成一道道"筋" · 力量沿着折痕分散 · 就变硬了 生活中也常见：瓦楞纸、屋顶的瓦、折扇——都是这个道理 折痕的秘密 26 1.7.2013 为什么折痕有劲？平平的纸薄薄一层软塌塌，力量无处可走，一压就弯；折过的纸，折痕变成一道道"筋"，力量沿着折痕分散，就变硬了。生活中瓦楞纸、屋顶的瓦、折扇都是这个道理。 ‹#› 下节课预告 我们要当小设计师 今天我们知道了：不同结构，承重本领不同 下节课，我们要用学到的知识 自己设计、造一座美丽又结实的桥 下节课 27 1.7.2013 下节课预告：今天我们知道了不同结构承重本领不同。下节课，我们要用学到的知识，自己设计、造一座美丽又结实的桥。 ‹#› 中国桥的骄傲 从古到今，中国桥都了不起 古代 · 赵州桥 · 1400多年 · 虹桥 · 不用一根钉子 · 世界桥梁的鼻祖 现代 · 北盘江大桥 · 世界最高 · 鹦鹉洲大桥 · 长江上 · 中国桥走向世界 桥的背后，是一代又一代中国人的智慧 文化自豪 28 1.7.2013 从古到今中国桥都了不起。古代有赵州桥1400多年、虹桥不用一根钉子，是世界桥梁的鼻祖；现代有北盘江大桥世界最高、鹦鹉洲大桥在长江上，中国桥走向世界。桥的背后，是一代又一代中国人的智慧。 ‹#› 小结 这节课，我们学会了 认识四种桥 拱、梁、索，各有各的承重办法 理解力与美 桥既结实，又要好看、和环境相配 会做纸桥实验 同样的纸，改结构，承重大不一样 有了一双发现的眼睛 以后看桥，会想想它为什么结实 本课收获 29 1.7.2013 这节课我们学会了四件事：认识四种桥——拱、梁、索各有承重办法；理解力与美——桥既结实又要好看和环境相配；会做纸桥实验——同样的纸改结构承重大不一样；有了一双发现的眼睛——以后看桥会想想它为什么结实。 ‹#› 课后小任务 回家看一看 找一找身边的桥 · 上学路上看到的桥 · 它是哪种结构？ · 它好看吗？为什么？ 再做个小实验 · 试试折不同形状的纸 · 看看哪种最结实 · 下节课带来分享 课后任务 30 1.7.2013 课后小任务：找一找上学路上看到的桥，它是哪种结构？好看吗？为什么？再做个小实验，试试折不同形状的纸，看哪种最结实，下节课带来分享。 ‹#› 老师想说 好的设计， 一定是又结实、又好看。 希望你们都能成为小小桥梁设计师 老师寄语 31 1.7.2013 老师想说：好的设计，一定是又结实、又好看。希望你们都能成为小小桥梁设计师。 ‹#› 桥梁结构设计中的力与美 32 1.7.2013 今天的课就到这里，下节课我们自己来造桥。下课。 ‹#› $