教科版（2024）八年级下册（2024）跨学科实践：桥优质课ppt课件

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教科版2024（新教材）物理8年级下册精做课件8.5跨学科实践：桥第8章 运动和力授课教师： Home . 班 级： 八年级（---）班 . 时 间： . 2026年2月5日 几千年前，人们发明了最早的桥。早期的桥梁通常由木材和石块组成，现代桥梁通常由钢、混凝土和其他高强度材料构建，形状多种多样。那么桥梁设计的关键是什么呢? 桥梁由桥面和承重结构组成。桥梁的承重结构具有不同的设计和样式。但是桥梁总体设计原理都是一样的——防止桥面弯曲。 桥梁可以根据其形状和结构分类。最常见的桥梁包括梁桥、拱桥、悬索桥和斜拉桥。梁桥斜拉桥拱桥悬索桥 用一块表面画有方格的海绵块模拟桥面，用手按压海绵块来模拟负载(桥梁承载的车辆、行人等对桥面的压力)。如图所示，海绵块在负载作用下发生了弯曲形变，上层方格被挤压变窄，下层方格被拉伸变宽。桥面承重时的形变和受力分析可知，桥梁上表面受到压力，下表面受到拉力。当负载增加时，桥梁弯曲形变程度会随之增加，如果弯曲形变超出桥梁允许的形变范围，桥梁就可能发生坍塌。如果你是一名桥梁工程师，如何避免桥梁发生大的弯曲形变，提高桥梁承重能力，避免桥梁坍塌呢? 梁桥是结构最简单的桥，为减小桥面弯曲形变，在桥面下加一个桥墩，即可为桥面提供一个向上的力。所有支撑桥面的力的合力(用向上的蓝色箭头表示)，与桥面及负载的合力(用向下的红色箭头表示)平衡。可见，根据二力平衡条件，无论什么样的桥梁结构，都会产生一个向上的合力作为桥面的支撑力。支撑结构受力情况支撑结构产生一个向上的合力，与桥面及负载的合力平衡。支撑结构受力情况斜拉桥拱桥悬索桥 找一个硬直筒圈，中间套一根橡皮筋,如图所示，用手轻压顶部，观察皮筋的形变，思考拱桥形状与桥面负载的关系。体验拱桥的支撑结构 如何在桥梁负载增加时保持桥梁结构稳定、不易弯曲，这也是设计桥梁应考虑的问题。哪种几何元素构成的物体稳定性好呢? 将几根橡皮筋连接起来后，穿过吸管再首尾连接，分别搭成三角形和矩形结构。如图所示，利用悬挂重物对以。上结构施加向下的力。请比较三角形、矩形结构的稳定性有什么不同。探究几何体的稳定性矩形结构的物体受力时还可能变形为平行四边形结构三角形结构的物体受力时形状保持不变矩形结构的物体受力时水平部分弯曲材料吸管、橡皮筋、细线等 三角形具有很好的结构稳定性。三角形是现代桥梁的基本结构元素，它有相对较轻的自重且能承受更大的压力和拉力。因此，在设计上常常利用三角形结构来加固桥梁。武汉长江大桥的三角形桁架结构长沙猴子石大桥的“V”字形桥墩 设计并制作一座可承载重物的纸桥，至少能跨越25cm的峡谷，宽度大于10cm，最小承重为0.2N。材料与工具选用参考A4纸、双面胶、剪刀、刻度尺、铅笔、砝码和硬币等1.在桥中间放置重物，要求放上后至少保 持5s,纸桥不塌落，记下纸桥承重;2.每组可尝试3次，取最高成绩测试要求 各小组介绍设计思路，展示制作的纸桥，交流存在的问题和需要改进的地方。例如，可以使用哪些新技术?设计过程中如何对设计的模型进行负载测试? 交流评估 土木工程学家，桥梁专家，主持修建了我国自己设计并建造的第一座现代化大型桥梁——钱塘江大桥。 茅以升（1896 — 1898）钱塘江大桥 中国正从桥梁大国迈向桥梁强国!一座座雄伟壮丽的现代化桥梁正在把跨越大江、大河、高山、峡谷的千年梦想变成现实。纵观祖国大地百万座大桥，从赵州桥到港珠澳大桥，连接时代文明的宏伟大桥正在贯通华夏大地! 沪苏通长江公铁大桥矮寨大桥港珠澳大桥知识点1 桥梁的结构 DA. 非金属材料 B. 有机合成材料C. 复合材料 D. 金属材料2.下列是常见桥梁的示意图，其中属于悬索桥的是____，属于斜拉桥的是____，②中桥拱的作用是防止______弯曲。③④桥面知识点2 桥梁的力学分析3. 当三角形顶部受到压力时，关于两侧杆及底下横杆受到的力的方向，下列图中正确的是( )BA. B. C. D. 4.用一块表面画有方格的海绵块模拟桥面，用手按压海绵块来模拟负载，如图所示。（1）上层方格产生的弹力沿上表面指向桥面______，下层方格产生的弹力沿下表面指两侧中间竖直向上向桥面______（前两空均选填“中间”或“两侧”），上、下层方格弹力的合力__________（填方向）。（2）负载______时，桥面弯曲程度增大，若弯曲程度超过桥梁允许的形变范围，则桥梁可能发生坍塌。为了防止桥梁发生大的弯曲变形，请你提出一个解决方案：_____________________________________。增大 在桥面中心增加支持结构（合理即可） 竖直向下竖直向上平衡   （1）实验中用小圆环模拟汽车进行实验，而不用小球，其好处是__________________。小圆环不会掉下来 根据上述数据分析，小明得出结论：___________________________________________________________。 相同情况下（速度不为零），拱形桥承受的压力比较小7.我国是桥梁建设的大国，桥梁建设时需要考虑钢梁的“下垂量”。如图甲所示，钢梁向下弯曲偏离水平位  如表所示  （3）观察发现，我国许多短式桥梁在设计时会设计成拱式桥，使其能承受更大的压力，请你就这一 相同情况下，桥梁能承受的最大压力与桥梁的形状有关（合理即可）现象提出一个值得研究的猜想：_______________________________________________________________。知识点3 设计并制作一座自己的桥8. 如果你是一位桥梁设计师，要在可能发生泥石流的不是很宽的河道上建一座公路桥。若发生泥石流时，要求尽量使泥石流能顺利通过桥梁，而且要让桥尽可能不被冲毁。则下列设计思路中正确的是( )BA. 建在河道拐弯处，单孔大跨度B. 建在河流直道处，单孔大跨度C. 建在河道拐弯处，多桥墩小跨度D. 建在河流直道处，多桥墩小跨度