資源簡介

(共26張PPT)
兩頭尖尖粗個要，
既無骨頭又無毛。
二十日后回身轉，
又有骨頭又有毛
猜一猜
觀察這些建筑的外形，它們和雞蛋有什么相似之處嗎？
蘇科版(2017)小學科學五年級下冊
2.6蛋殼與薄殼結構
第一單元 顯微鏡下的生命世界
XX學校 ：XXX
觀察并描述雞蛋殼的特點
觀察方法
眼睛直接觀察
借助放大鏡觀察
用手摸
觀察順序：外→內
雞蛋呈橢球形，外表光滑，表面有細微的氣孔，內部有一層薄膜。
觀察并描述蛋殼的特點
破碎的雞蛋
完整的雞蛋
特點：橢球形、薄、敲和掰的時候易碎
雞蛋殼的主要成分是碳酸鈣，并不堅硬致密。
用手掰一掰雞蛋殼，有什么發現？
易碎
碳酸鈣
2.研究蛋殼的精妙之處
（1）試試 用手能把1枚雞蛋握碎嗎？
不易握碎
注意：用力要均勻，不能掐、磕。
通常情況下，蛋殼厚度只有0.38毫米。
蛋殼這么薄，為什么禁得住這樣的擠壓？
雞蛋是橢球形的，用手握雞蛋時，手部施加的壓力能被蛋殼外凸的曲面分散，所以雞蛋不易握碎。
蛋殼內附著的一層富有彈性的薄膜所產生的預應力，能拉緊整個蛋殼，增加了蛋殼的抗壓能力。
探究蛋殼結構的精妙。
▲用手能把1枚雞蛋握碎嗎？▲哪種情況，蛋殼不容易被戳破？
凹形容易被戳破
凸形不容易被戳破
注意：鉛筆要從同一高度下落，蛋殼無裂紋。
4 枚雞蛋能支撐多重的物體？
注意：重物要輕放，逐步放，越往后重物越要小心輕放。
結論：從外部給蛋殼施壓，蛋殼具有較大的承重力。
解釋：蛋殼為什么能承受這么大的壓力？
雞蛋表面的曲面結構能夠很好地分散所承受的壓力，因此雞蛋殼雖然很薄，但它承受外界沖擊的能力較強。
觀察比較蛋殼和拱的外形
（1）在蛋殼上畫一條線，這條線是什么形狀的？或者說像什么？
這條線是拱形，蛋殼曲面可以看成由無數的拱形拼接而成。
1.拱形承重的秘密：拱形以拱頂和拱足中心的連線為軸旋轉，就形成了圓頂形，而且組合成半球形的拱足之間可以看成是緊緊相連的，因而不產生外推力。拱形承載重量時，能把壓力向下、向外傳遞給相鄰的部分，拱形各部分相互擠壓，結合得更加緊密。拱形受壓會產生一個向外推的力，抵住拱足，就抵住了這個力，拱就能承載很大的重量。
2.圓頂形承載壓力的特點：圓頂形可以看成拱形的組合。它具有拱形承載壓力大的特點，而且不產生向外推的力。
3.球形是以拱足連線為軸旋轉形成的，球形在各個方向上都可以看成拱形。
你還見過哪些拱形建筑或建筑物上的拱形結構？
外形為弧形的建筑結構被稱為拱。
無梁殿沒有木梁、木柱，全殿用磚石砌成大大小小的拱結構。
無梁殿
　　南京紫金山下靈谷寺景區內有一座國內現存最大的無梁殿。它建于明朝，整座建筑全部用磚壘砌，沒有木梁、木柱，全殿用磚石砌成大大小小的拱券結構，其中正殿東西向并列成三個拱券，中間的拱券跨度達11.5米，高14米，兩側的拱券稍小，跨度為5米，高7.4米。全國各地的無梁殿的結構和建筑原理都與此相似。
實驗步驟
①平行擺放兩塊小木塊，小木塊間距離小于A4紙的寬度。A4紙平放兩木塊之上，做成平橋。
②同樣的A4紙拱成拱形，兩底邊用木塊抵住，做成拱橋。
③分別在平橋和拱橋上逐個加放墊圈，直到橋面坍塌。
注意：橋墩不可移動，橋墩距離一樣。
墊圈大小一樣，要輕放。
實驗記錄
平橋 拱橋
1個墊圈
2個墊圈
3個墊圈
4個墊圈
……
實驗結論：
拱形橋面的承重能力比平橋的橋面承重能力強。
拱為什么能承受巨大的壓力？
拱能把受到的壓力向下和向外傳遞給相鄰的部分，如果能抵住外推力，拱就能承受巨大的壓力。
三、認識薄殼結構
薄薄的雞蛋殼之所以能承受很大的壓力，是因為蛋殼曲面可以看成由無數的拱拼接而成的，能夠把受到的壓力分散到蛋殼的各個部分。人們從蛋殼中得到怎樣的啟示？
人們從蛋殼中得到啟示，發明了薄殼結構。薄殼結構具有優越的受力性能，且輕便省料，因此在建筑中被廣泛使用。
科學閱讀：薄殼結構
在自然界中，一些植物的種子外殼、動物的蛋殼和各種貝殼，都是天然的薄殼結構。它們用很少的材料獲得無比堅硬的外殼，以抵御外界的侵襲。
以蛋殼為例，通常情況下，蛋殼厚度只有0.38毫米。這么薄的蛋殼，簡直不堪一擊。然而，蛋殼的形狀可以增大它的承受力，凸出向外的曲面能把壓力分散。特別是當它均勻受力時，抗壓性就更強了，遠不是看上去的那么脆弱。
人類從蛋殼這樣的天然殼體中受到啟發，利用混凝土以及其他合金材料的可塑性，將各種形式的薄殼結構運用到大跨度的建筑中。這些薄殼結構的建筑能夠達到力學設計的基本要求——用料少，抗壓能力強。
尋找生活中的薄殼結構建筑或物品，與大家分享吧。
薄殼結構建筑
國家大劇院
悉尼歌劇院
除了拱形建筑，我們周圍還有許多圓弧形的物體，它們與拱形也有著相似的特點。
1.下列說法正確的是（ ）
A.人不可能站在雞蛋上
B.一張A4紙不可能托起一塊紅磚
C.蛋殼具有較大的承重力
2. 蛋殼很薄，但用手使勁捏壓一個完整的雞蛋，雞蛋卻能保持不破，這是因為雞蛋的形狀近似于（ ）
A.圓頂形
B.球形
C.拱形
C
B
隨堂檢測
3.拱形能承載很大的重量是因為（ ）
A.拱形比較厚
B.受到的壓力向下和向外傳遞給相鄰的部分
C.拱形的形狀好看
4.人們根據( )的結構，發明了薄殼結構屋頂，既堅固又節省材料。
A.鳥 B.蛋殼 C.植物的葉子
5.從一定高度落下鉛筆，哪種蛋殼容易戳破？（ ）
A.凹面朝上的
B.凸面朝上的
C.凹面朝上的或凸面朝上的
B
B
A
隨堂檢測
1.雞蛋呈橢球形，外表粗糙。（ ）
2.蛋殼曲面可看成由無數的拱形拼接而成。（ ）
3.拱橋的承重能力大于平橋。（ ）
4.薄殼結構是仿生學的具體應用。（ ）
5.建筑物沒有橫梁一定不安全。（ ）
6.安全帽很薄，偷工減料。（ ）

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隨堂檢測

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