2025年春新教科版物理八年級(jí)下冊(cè)課件 第8章 運(yùn)動(dòng)和力 第5節(jié) 跨學(xué)科實(shí)踐-橋

第8章運(yùn)動(dòng)和力第5節(jié)跨學(xué)科實(shí)踐：橋八下物理JK1.了解橋梁的結(jié)構(gòu)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究不同形狀的橋梁承重能力，并進(jìn)行橋梁支撐結(jié)構(gòu)受力分析.2.通過(guò)動(dòng)手設(shè)計(jì)并制作橋梁的過(guò)程，體會(huì)三角形穩(wěn)定性在橋梁中的實(shí)際應(yīng)用.3.通過(guò)調(diào)查物理學(xué)在橋梁建筑技術(shù)方面的應(yīng)用案例，體會(huì)物理學(xué)對(duì)橋梁發(fā)展的促進(jìn)作用.中國(guó)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(guó)橋梁類型豐富多樣，按照形狀和結(jié)構(gòu)分類，最常見(jiàn)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(jié)構(gòu)的橋，是我國(guó)古代最早出現(xiàn)的橋型，梁橋是最常見(jiàn)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(jié)構(gòu)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(gòu)件的橋梁，懸索橋特別適用于超大跨度橋梁建設(shè)，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(gòu)件的橋梁，斜拉橋適用于大跨度且有通航或城市美學(xué)景觀要求的橋梁建設(shè)1.實(shí)驗(yàn)探究：橋面承重時(shí)的形變和受力實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)用兩個(gè)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(lái)模擬負(fù)載（橋梁承載的車輛、行人等對(duì)橋面的壓力），觀察海綿塊的形變程度，并記錄.實(shí)驗(yàn)過(guò)程（1）控制兩個(gè)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(zhǎng)稍微變寬.（2）保持兩個(gè)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(zhǎng)變得更寬.實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析可知，橋梁上表面受到壓力，下表面受到拉力.當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，橋梁彎曲形變程度會(huì)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(jié)構(gòu)受力情況梁橋以梁為主要承重結(jié)構(gòu)的橋，在豎直荷載作用下結(jié)構(gòu)無(wú)水平反力，只利用梁的抗彎能力來(lái)承受荷載的橋梁拱橋以拱為主要承重結(jié)構(gòu)的橋，通過(guò)拱的彎曲形狀將荷載轉(zhuǎn)換為水平和豎向壓力，并傳遞到橋臺(tái)和支撐結(jié)構(gòu)上的橋梁懸索橋通過(guò)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(guò)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(lái)的一種橋跨結(jié)構(gòu)

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(shí)鉤碼的總質(zhì)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(gè)）.材料、高度（合理即可）[解析]

根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，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?yàn)殂^碼不能連續(xù)地改變壓力大小，為了更精確地測(cè)量拱橋恰好被壓塌時(shí)的壓力大小，用裝有細(xì)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(shí)驗(yàn)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(cè)量拱橋恰好被壓塌時(shí)所受的壓力大小，本實(shí)驗(yàn)可如何改進(jìn)？_______________________________