《形狀與抗彎曲能力》

1、形狀與抗彎曲能力形狀與抗彎曲能力 授課教師：謝新建授課教師：謝新建 王治中王治中 紙梁的紙梁的寬度寬度與抗彎曲能與抗彎曲能 力的關系是怎樣的？紙梁的力的關系是怎樣的？紙梁的厚厚度度與抗彎曲能力的關系怎樣？與抗彎曲能力的關系怎樣？要增加紙梁的抗彎曲能力，增要增加紙梁的抗彎曲能力，增加紙梁的加紙梁的寬度寬度與增加與增加厚度厚度，哪，哪種方法更好種方法更好？第二課第二課研究研究條形材料條形材料抗彎曲能力抗彎曲能力與與形狀形狀的關系。的關系。 同學們，請隨畫面來到鋼材、同學們，請隨畫面來到鋼材、鋁材專賣店，看看這些不同鋁材專賣店，看看這些不同形狀的鋼材、鋁材。形狀的鋼材、鋁材。了解條形建筑材料了解條形

2、建筑材料常見的形狀結構常見的形狀結構角鋼角鋼橫切面為橫切面為L L形形U槽鋼槽鋼U橫切面為橫切面為U U形形工T橫切面為橫切面為“工工”字形字形橫切面為橫切面為T形形O圓鋼管圓鋼管橫切面為橫切面為O形形口口形鋼條口形鋼條方形鋼管方形鋼管橫切面為橫切面為“口口”字形字形異型鋼異型鋼CM異型鋼異型鋼橫切面為橫切面為C形形橫切面為橫切面為M形形M為什么有的鋼材或鋁材做成為什么有的鋼材或鋁材做成“T”“U”“L”“O”“C”T”“U”“L”“O”“C”“M”“M”或或“口口”子等形狀？子等形狀？這些形狀與抗彎曲能力有關這些形狀與抗彎曲能力有關嗎？嗎？二、形狀與抗彎曲能力二、形狀與抗彎曲能力這些形狀與抗

3、彎曲有關嗎？我們用我們用平展的紙梁平展的紙梁和和折成鋼材形狀的紙梁折成鋼材形狀的紙梁做實驗來研究形狀與做實驗來研究形狀與抗彎曲能力的關系抗彎曲能力的關系平展的紙梁平展的紙梁鋼材形狀的紙梁鋼材形狀的紙梁把把同樣的紙同樣的紙折成下面的形狀當做紙橫梁，折成下面的形狀當做紙橫梁，測試和比較它們抗彎曲的能力。測試和比較它們抗彎曲的能力。形狀結構是指能夠承受一形狀結構是指能夠承受一定外力作用，不會發(fā)生形定外力作用，不會發(fā)生形狀和大小改變的構造狀和大小改變的構造.如果形狀改變了，說明它就如果形狀改變了，說明它就是垮塌了嗎？也就是不能再是垮塌了嗎？也就是不能再承受更大的力了是嗎？承受更大的力了是嗎？ 研究題目

4、研究題目：我的推測：我的推測：實驗器材實驗器材： 不改變的條件：不改變的條件： 要改變的條件：要改變的條件：實驗計劃實驗計劃改變紙橫梁的形狀能增強抗彎曲能力嗎？改變紙橫梁的形狀能增強抗彎曲能力嗎？改變紙橫梁形狀，可以增大紙梁抗彎曲的能力改變紙橫梁形狀，可以增大紙梁抗彎曲的能力5 5張同樣大小、厚薄的紙；相同大小的金屬墊圈若干個張同樣大小、厚薄的紙；相同大小的金屬墊圈若干個；科學書兩本（或同樣高度的長方形文具盒）；雙面；科學書兩本（或同樣高度的長方形文具盒）；雙面膠；直尺一根膠；直尺一根“橋墩橋墩”的高度；的高度； “ “橋墩橋墩”之間的距離；放重物的之間的距離；放重物的位置；彎曲的標準。位置；

5、彎曲的標準。紙橫梁的形狀紙橫梁的形狀：高度不變高度不變每次改變每次改變紙梁形狀紙梁形狀每張紙只能使用一次，每張紙只能使用一次，不能反復或合在一起使用。不能反復或合在一起使用。紙的厚度、長度紙的厚度、長度和大小一樣和大小一樣使紙碰到桌面的使紙碰到桌面的那個重物不算那個重物不算紙的形狀與抗彎曲能力的測試記錄紙的形狀與抗彎曲能力的測試記錄形狀形狀抗彎曲能力抗彎曲能力（承受螺帽承受螺帽個數(shù)個數(shù)）我們 的發(fā)現(xiàn)一張平展的紙橫梁能承重多少一張平展的紙橫梁能承重多少（1 1）用同樣的紙折成槽狀能承重多少（用同樣的紙折成槽狀能承重多少（2）用同樣的紙折成用同樣的紙折成M狀能承重多少？（狀能承重多少？（3）以紙梁

6、變以紙梁變形為準形為準用同樣的紙折成口字狀能承重多少（用同樣的紙折成口字狀能承重多少（4）以紙梁變以紙梁變形為準形為準用同樣的紙折成用同樣的紙折成O形狀能承重多少？（形狀能承重多少？（5）以紙梁變以紙梁變形為準形為準紙的形狀與抗彎曲能力的測試記錄紙的形狀與抗彎曲能力的測試記錄形狀形狀抗彎曲能力抗彎曲能力（承受墊圈個數(shù)）（承受墊圈個數(shù)）我們 的發(fā)現(xiàn)改變材料的形狀，可以改變材料的形狀，可以 抵抗彎曲的能力。抵抗彎曲的能力。各種形狀的紙梁比平板紙梁各種形狀的紙梁比平板紙梁抗彎曲能力大多少呢？抗彎曲能力大多少呢？改變薄形材料的形狀改變薄形材料的形狀紙紙薄型材料薄型材料為什么改變形狀也能提高為什么改變形

7、狀也能提高材料的抗彎曲能力材料的抗彎曲能力“L”形材料的哪一部分形材料的哪一部分像平放的梁，立著放像平放的梁，立著放了？了？三、瓦楞紙板的研究三、瓦楞紙板的研究琉璃瓦瓦楞紙板瓦楞紙板紙包裝箱紙包裝箱紙包裝箱用的材紙包裝箱用的材料叫料叫瓦楞紙瓦楞紙板板1 1、仔細觀察瓦楞紙板在、仔細觀察瓦楞紙板在結構結構上有什么特點？上有什么特點？ （厚薄、軟硬）（厚薄、軟硬）三層三層三層五層七層九層柔軟的紙怎么變堅硬了？柔軟的紙怎么變堅硬了？改變材料的形狀，能提高改變材料的形狀，能提高它抗彎曲的能力。它抗彎曲的能力。瓦楞紙板的研究瓦楞紙板的研究 瓦瓦楞楞紙紙瓦楞紙板一共有幾層？瓦楞紙板一共有幾層？每層的厚薄、

8、軟硬、每層的厚薄、軟硬、 形狀如何？抗彎曲能力怎樣？形狀如何？抗彎曲能力怎樣？把它剖開看看把它剖開看看它的結構是怎樣的？各部分的軟硬、厚薄是怎樣的？它的結構是怎樣的？各部分的軟硬、厚薄是怎樣的？硬、厚硬、厚平板平板軟、薄軟、薄拱形拱形瓦楞紙板有特殊的構造：中間瓦楞紙板有特殊的構造：中間的的“楞楞”是彎曲的，是彎曲的，好似一個好似一個個連續(xù)的拱形把紙支撐起來，個連續(xù)的拱形把紙支撐起來，并使它不會像普通紙那樣容易并使它不會像普通紙那樣容易彎曲。正是這種構造使其抗彎彎曲。正是這種構造使其抗彎曲能力變得很大；曲能力變得很大；這樣的紙為這樣的紙為什么使柔軟的紙變堅硬了？什么使柔軟的紙變堅硬了？瓦瓦楞紙不

9、只是把紙單純地彎折，楞紙不只是把紙單純地彎折，也不是把紙單純地平粘增加厚也不是把紙單純地平粘增加厚度，而是又折又黏合。度，而是又折又黏合。彎折彎折平粘、增加厚度平粘、增加厚度層狀結構層狀結構瓦楞紙板的研究瓦楞紙板的研究大型建筑屋頂結構角鋼 科學就在我們科學就在我們的身邊的身邊,需要需要大家多觀察多大家多觀察多思考。思考。 在你身邊，在你身邊，有哪些材料是有哪些材料是改變了形狀的改變了形狀的例子？例子？方形鋼管方形鋼管圓形鋼管圓形鋼管工字型鋼軌工字型鋼軌相當于兩個槽型鋼、相當于兩個槽型鋼、四個四個L型鋼型鋼6、要提高材料的抗彎曲能力，可以增加材料的厚度，也可以、要提高材料的抗彎曲能力，可以增加材

10、料的厚度，也可以 改變材料的形狀。（改變材料的形狀。（ ） 5、瓦楞紙板抗彎曲能力強弱與紙的厚度有關，、瓦楞紙板抗彎曲能力強弱與紙的厚度有關， 與其它因素無關。（與其它因素無關。（ ）3、大小相同的同一種紙，做成不同形狀，它們抗彎曲的能力是、大小相同的同一種紙，做成不同形狀，它們抗彎曲的能力是 不同的。（不同的。（ ）2、改變材料的形狀，可以改變它抵抗彎曲的能力。（、改變材料的形狀，可以改變它抵抗彎曲的能力。（ ）4、火車軌道用的鋼軌是一種形狀稍微變化了的、火車軌道用的鋼軌是一種形狀稍微變化了的“工工”字形鋼。（字形鋼。（ ）1、增加厚度可以大大增加材料抗彎曲的能力。（、增加厚度可以大大增加材

11、料抗彎曲的能力。（ ）閱讀資料庫資料閱讀資料庫資料南京長江大橋南京長江大橋同樣多的材料制成空心管和同樣多的材料制成空心管和實心管，為什么粗空心管承實心管，為什么粗空心管承受的力大，細實心管承受的受的力大，細實心管承受的力??？力??？空心管的受力面積大，管的空心管的受力面積大，管的四周都可受力。四周都可受力。而實心管的而實心管的受力面積很小，可以認為是受力面積很小，可以認為是一個點或一條線在受力。一個點或一條線在受力。空心管受力面積大，可以認空心管受力面積大，可以認為四周均勻受力，相互平衡，為四周均勻受力，相互平衡，這樣就可以承受很大的力。這樣就可以承受很大的力?？招墓茉龃罅丝箯澓涂箶嗄芸招墓茉龃罅丝箯澓涂箶嗄芰?，而且降低了自身重量，力，而且降低了自身重量，所以粗的空心管能承受的力所以粗的空心管能承受的力比較大。比較大。 通過實驗探究，你知道了什么呢？通過實驗探究，你知道了什么呢？ 2 2、改變的形狀不同，抗彎曲能、改變的形狀不同，抗彎曲能力也不同力也不同1 1、改變形狀能提高材料的抗彎曲能力、改變形狀能提高材料的抗彎曲能力同一薄型材料：同一薄型材料：把同一薄型、不同形狀的材料疊