2025年春新滬科版物理八年級下冊課件 第七章 力與運(yùn)動 實(shí)踐 調(diào)研橋梁建筑中的力平衡

調(diào)研橋梁建筑中的力平衡滬科版·八年級物理實(shí)踐問題緣起我國古代有不少載入史冊的橋梁建筑，如有四大古橋之稱的趙州橋、洛陽橋、廣濟(jì)橋和盧溝橋。近現(xiàn)代的橋梁建筑也碩果累累，如茅以升先生主持設(shè)計建造的我國第一座現(xiàn)代化大型橋梁——錢塘江大橋，還有現(xiàn)代舉世聞名的港珠澳大橋等。錢塘江大橋這些宏偉壯觀的橋梁建筑中，力與平衡知識是如何應(yīng)用的?下面讓我們對我國橋梁建筑進(jìn)行調(diào)查研究。點(diǎn)擊圖片觀看活動方案查閱并整理資料。1.了解我國著名橋梁的歷史、人文背景及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；2.了解我國不同地區(qū)橋梁建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及它們和力平衡的關(guān)聯(lián)。任務(wù)一：橋梁類型按照其力學(xué)結(jié)構(gòu)，可分為：梁式橋拱式橋斜拉橋懸索橋洛陽橋坐落于泉州東郊的洛陽江上，始建于北宋，主要由“宋四家”之一的蔡襄主持修建，是中國現(xiàn)存最早的跨海梁式大石橋；在建橋技術(shù)上首創(chuàng)了“筏型基礎(chǔ)”“種蠣固基”“浮運(yùn)架梁”等先進(jìn)技術(shù)。洛陽橋?qū)儆诹菏綐颍匆粤鹤鳛橹饕兄亟Y(jié)構(gòu)，梁架在橋墩上。為使橋墩穩(wěn)固，設(shè)計上首創(chuàng)“筏型基礎(chǔ)”的新型橋基，即在江底沿著橋梁中線拋擲石塊，并向兩側(cè)展開一定寬度，形成一條橫跨江底的矮石堤，作為橋墩的基址。洛陽橋梁橋趙州橋趙州橋坐落在石家莊市趙縣的洨河上，始建于隋朝，距今已有1400余年歷史，是世界上現(xiàn)存年代最久遠(yuǎn)、跨度最大、保存最完整的單孔坦弧敞肩石拱橋。趙州橋?qū)儆诠笆綐颍珮蛑挥幸粋€大拱，凈跨37.02米，跨度大，弧形平；大拱由28道拱券組成，拱券縱向并列砌筑；大拱的兩肩上，各有兩個小拱，不但節(jié)約了石料減輕了橋身的重量，還可減輕洪水對橋身的沖擊。拱橋北盤江大橋北盤江大橋連接云貴兩省，主跨388米，橫跨號稱“世界大裂縫”的花江大峽谷，橋高565米，是世界第一高架橋，車輛行駛其上，仿佛置身云端。北盤江大橋?qū)儆谛崩瓨?，即將主梁用許多拉索直接拉在橋塔上的橋梁；大橋中間沒有橋墩，靠224根斜拉索就將整個橋面吊在了500多米的高空。點(diǎn)擊圖片觀看斜拉橋楊泗港長江大橋楊泗港長江大橋坐落于武漢境內(nèi)長江水道之上，截至2024年底是世界上跨度最大的雙層懸索橋，跨江1700米不設(shè)橋墩，體現(xiàn)我國現(xiàn)代高超的建橋水平，橋有上下兩層，具有機(jī)動車道、非機(jī)動車道、人行觀光道等，集過江交通與觀光旅游于一體。楊泗港長江大橋楊泗港長江大橋?qū)儆趹宜鳂?，即依靠主纜和吊索支撐橋面的橋梁；該橋的主纜采用的鋼纜，每根的直徑達(dá)到1米，能夠承受極大的拉力；橋面則采用輕量化的鋼箱梁結(jié)構(gòu)，可有效地減少橋梁的自重；橋面通過吊索與主纜相連，吊索均勻分布在整個橋面，將橋面的重量分散到主纜上。懸索橋調(diào)研你所在地區(qū)的橋梁建筑結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)。以你感興趣的橋梁建筑為例，分析其受力及力平衡的情況，撰寫調(diào)查報告。任務(wù)二:武漢境內(nèi)有眾多橋梁，僅長江大橋已建成的就有11座，這些橋梁包括梁橋、斜拉橋、懸索橋等，其中最著名的是武漢長江大橋。武漢長江大橋鸚鵡洲長江大橋天興洲長江大橋白沙洲大橋武漢長江二橋下面以武漢長江大橋?yàn)槔?，分析其受力與平衡情況。武漢長江大橋武漢長江大橋?qū)儆诹菏綐?，主橋?yàn)槿?lián)連續(xù)梁，我們可以將其進(jìn)一步簡化為如圖所示的簡支梁，梁在橋墩的支持力F1、F2以及梁自重G、橋面上物體的壓力F壓的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)力的平衡條件可得F1+F2=G+F壓。梁在自身重力及物體壓力作用下會發(fā)生彎曲，這要求梁具有較好的抗彎能力，武漢長江大橋采用鋼桁架的設(shè)計，這種結(jié)構(gòu)形式具有良好的承載能力和穩(wěn)定性，能夠承受較大的荷載和變形。交流評價分享調(diào)查報告，交流并評價報告中所用證據(jù)及形成結(jié)論的合理性。舉辦一個關(guān)于“橋梁建筑中的平衡之美”的展覽。拓展研究查閱資料，了解世界知名橋梁建筑的歷史、人文內(nèi)涵及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解物理學(xué)在建筑中的重要作用。國外的著名大橋有美國的金門大橋，英國的倫敦塔橋，丹麥的大貝爾特橋、日本的明石海峽大橋等，可以選擇一個，查閱資料，了解其歷史、人文內(nèi)涵及結(jié)