2025年春新教科版物理八年級下冊課件 第8章 運動和力 第5節(jié) 跨學科實踐-橋

第8章運動和力第5節(jié)跨學科實踐：橋八下物理JK1.了解橋梁的結構，通過實驗探究不同形狀的橋梁承重能力，并進行橋梁支撐結構受力分析.2.通過動手設計并制作橋梁的過程，體會三角形穩(wěn)定性在橋梁中的實際應用.3.通過調查物理學在橋梁建筑技術方面的應用案例，體會物理學對橋梁發(fā)展的促進作用.中國擁有許多古老而具有特色的橋梁，這些橋梁不僅是交通和交流的通道，也承載著歷史和文化的傳承.中國橋梁類型豐富多樣，按照形狀和結構分類，最常見的四種類型分別是：梁橋、拱橋、懸索橋、斜拉橋.梁橋__________________________________以梁為主要承重結構的橋，是我國古代最早出現(xiàn)的橋型，梁橋是最常見的橋梁類型之一，適用于中小跨徑的橋梁工程拱橋__________________________________以拱為主要承重結構的橋，拱橋跨越能力較大，適用于寬闊河流或深谷等跨度較大、地基較好、有景觀美感要求的橋梁工程懸索橋__________________________________以纜索為主要承重構件的橋梁，懸索橋特別適用于超大跨度橋梁建設，如跨越寬闊的海峽或大河等斜拉橋__________________________________以斜拉索為主要承重構件的橋梁，斜拉橋適用于大跨度且有通航或城市美學景觀要求的橋梁建設1.實驗探究：橋面承重時的形變和受力實驗設計用兩個物體支撐一塊表面畫有方格的海綿塊模擬橋面，用手施加大小不同的力按壓海綿塊來模擬負載（橋梁承載的車輛、行人等對橋面的壓力），觀察海綿塊的形變程度，并記錄.實驗過程（1）控制兩個支撐物體之間的距離不變，用較小的力按壓海綿塊，觀察海綿上面和下面方格的形變程度，上面的方格有輕微的擠壓稍微變窄，下面的方格有輕微的拉長稍微變寬.（2）保持兩個支撐物體之間的距離不變，用較大的力按壓海綿塊，觀察海綿上面和下面方格的形變程度，上面的方格被擠壓變得更窄，下面方格被拉長變得更寬.實驗結論分析可知，橋梁上表面受到壓力，下表面受到拉力.當負載增加時，橋梁彎曲形變程度會隨之增加，如果彎曲形變超出了橋梁能承受的形變范圍，橋梁就有可能發(fā)生坍塌.2.理論探究：支撐結構受力情況梁橋以梁為主要承重結構的橋，在豎直荷載作用下結構無水平反力，只利用梁的抗彎能力來承受荷載的橋梁拱橋以拱為主要承重結構的橋，通過拱的彎曲形狀將荷載轉換為水平和豎向壓力，并傳遞到橋臺和支撐結構上的橋梁懸索橋通過將荷載從橋面?zhèn)鬟f到主纜，再由主纜傳遞到橋塔和錨錠的體系斜拉橋通過斜拉索將橋面荷載傳遞到橋塔上，由承壓的塔、受拉的索和承彎的梁體組合起來的一種橋跨結構

②在模型上放置一定數(shù)量的鉤碼，直到拱橋恰好被壓塌，記錄此時鉤碼的總質量（如圖乙所示）.（1）步驟①中需要控制拱的形狀不同，需要控制相同的變量有：________________________（寫出兩個）.材料、高度（合理即可）[解析]

根據(jù)生活經驗，拱橋的材料、高度、寬度、厚度等都可能影響承重能力.（2）發(fā)現(xiàn)使用鉤碼很難做到使拱橋恰好被壓塌，是因為鉤碼不能連續(xù)地改變壓力大小，為了更精確地測量拱橋恰好被壓塌時的壓力大小，用裝有細沙的小桶代替鉤碼，添加沙子可以連續(xù)地改變壓力大小.（2）實驗中發(fā)現(xiàn)使用鉤碼很難做到使拱橋恰好被壓塌，為了更精確地測量拱橋恰好被壓塌時所受的壓力大小，本實驗可如何改進？_______________________________