資源簡介

(共22張PPT)
跨學(xué)科實(shí)踐：橋
第5節(jié)
第八章 運(yùn)動(dòng)和力
初/中/物/理——八年級(jí)下冊(cè) —————————————————————
物理教科版（2024）新課標(biāo)八年級(jí)下冊(cè)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
難點(diǎn)
重點(diǎn)
1.知道橋梁的分類和基本設(shè)計(jì)原理。
2.通過實(shí)驗(yàn)對(duì)橋梁的支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析，找到讓橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不易彎曲的方法。
3.設(shè)計(jì)并制作一座自己的橋，與同學(xué)、老師交流討論，并進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。
新課引入
一座橋——承擔(dān)著天塹變通途的期盼，勾勒著夢(mèng)想與光陰的軌跡。
一、橋梁的結(jié)構(gòu)——分類
知識(shí)構(gòu)建
梁 橋
特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，外形平直，容易建造，造價(jià)低，可塑性強(qiáng)，適合中小跨度橋梁，尤其是城市和公路橋梁。
一、橋梁的結(jié)構(gòu)——分類
拱 橋
特點(diǎn)：構(gòu)造簡單，受力明確，外形美觀，維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低，自重較重，施工復(fù)雜，建筑高度較高，影響橋下交通和景觀。
懸 索 橋
特點(diǎn)：跨度能力大，適合跨越寬闊的河流、深谷或其他難以跨越的地形；造型優(yōu)美，結(jié)構(gòu)輕盈，能夠適應(yīng)地震和風(fēng)災(zāi)等自然災(zāi)害的影響。
一、橋梁的結(jié)構(gòu)——分類
斜 拉 橋
特點(diǎn)：跨度能力大于懸索橋，能夠輕松跨越寬闊的障礙物，建筑高度低，提高了橋梁的穩(wěn)定性，造型美觀，施工需要高精度的技術(shù)和復(fù)雜的設(shè)備。
一、橋梁的結(jié)構(gòu)——分類
一、橋梁的結(jié)構(gòu)——原理
橋面
承重結(jié)構(gòu)
橋梁總體設(shè)計(jì)原理:防止橋面彎曲。
二、橋梁的力學(xué)分析
活動(dòng)一
用一塊表面畫有方格的海綿塊模擬橋面，用手按壓海綿塊來模擬負(fù)載。觀察海綿塊上層和下層的方格如何變化？說明了什么？
現(xiàn)象:海綿塊發(fā)生了彎曲形變，上層方格被擠壓變窄，下層方格被拉伸變寬。
說明：橋梁上表面受到壓力，下表面受到拉力。負(fù)載增加，橋梁彎曲程度增加。
如何提高橋梁的承重能力？
二、橋梁的力學(xué)分析
支撐結(jié)構(gòu)為橋面提供了向上的支持力，且所有支持力的合力，與橋面以及負(fù)載的合力平衡。
F支
F
二、橋梁的力學(xué)分析
分析下列三種橋梁支撐結(jié)構(gòu)的受力情況。
拱橋
懸索橋
斜拉橋
F支
F
F支
F
F支
F
二、橋梁的力學(xué)分析
活動(dòng)二
體驗(yàn)拱橋的支撐作用
找一個(gè)硬直筒圈，中間套一根橡皮筋，用手輕壓頂部，觀察皮筋的形變，思考拱橋形狀與橋面負(fù)載的關(guān)系。
哪種幾何元素構(gòu)成的物體穩(wěn)定性好呢？
三、實(shí)驗(yàn)：探究幾何體的穩(wěn)定性
實(shí)驗(yàn)材料
實(shí)驗(yàn)探究
吸管
橡皮筋
細(xì)線
將幾根橡皮筋連接起來后，穿過吸管再首尾連接，分別搭成三角形和矩形結(jié)構(gòu)，對(duì)以上結(jié)構(gòu)施加向下的壓力，比較三角形、矩形結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有什么不同。
實(shí)驗(yàn)步驟
三、實(shí)驗(yàn)：探究幾何體的穩(wěn)定性
三角形具有很好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
交流討論
三角形能不能作為橋梁的基本結(jié)構(gòu)呢？
三、實(shí)驗(yàn)：探究幾何體的穩(wěn)定性
三、實(shí)驗(yàn)：探究幾何體的穩(wěn)定性
武漢長江大橋
三角形是現(xiàn)代橋梁的基本結(jié)構(gòu)元素，它有相對(duì)較輕的自重且能承受更大的壓力和拉力。因此，在設(shè)計(jì)上常常利用三角形結(jié)構(gòu)來加固橋梁。
設(shè)計(jì)與制作
四、設(shè)計(jì)并制作一座自己的橋
1.制作一座可承重物的紙橋
2.至少能跨越25cm的峽谷，寬度大于10cm，最小承重0.2N。
A4紙、雙面膠、剪刀、刻度尺、鉛筆、砝碼和硬幣等。
設(shè)計(jì)要求
材料與工具選用參考
四、設(shè)計(jì)并制作一座自己的橋
測(cè)試要求
1.在橋中間放置重物，要求放上后至少保持5s，紙橋不塌落，記下紙橋承重；
2.每組可嘗試3次，取最高成績
交流評(píng)估
各小組介紹設(shè)計(jì)思路，展示制作的紙橋，交流存在的問題和需要改進(jìn)的地方。
知識(shí)遷移
下圖展示了一座常見的橋梁結(jié)構(gòu)，關(guān)于該橋梁，下列說法正確的
是（　　）
A．該橋梁屬于懸索橋
B．該橋梁屬于拱橋
C．該橋梁屬于梁橋
D．該橋梁屬于斜拉橋
D
懸索橋的主要特征是使用懸索（如吊橋）來支撐橋面，而圖中沒有懸索結(jié)構(gòu)。拱橋的特征是橋面呈拱形，重量通過拱形傳遞到橋墩，而圖中沒有拱形結(jié)構(gòu)。梁橋的橋面直接由橋墩支撐，故D正確。
知識(shí)拓展
茅以升
1896——1989
中國橋梁之父——茅以升
知識(shí)小結(jié)
力學(xué)分析
結(jié)構(gòu)
穩(wěn)定性
原理：防止橋面彎曲。
分類：懸索橋、梁橋、斜拉橋、拱橋
三角形具有很好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
三角形是現(xiàn)代橋梁的基本結(jié)構(gòu)元素，它有相對(duì)較輕的自重且能承受更大的壓力和拉力。
支撐結(jié)構(gòu)為橋面提供了向上的支持力，且所有支持力的合力，與橋面以及負(fù)載的合力平衡。
跨學(xué)科實(shí)踐
:
橋

展開更多......

收起↑