教科版（2024）八年級(jí)下冊(cè)（2024）第8章 運(yùn)動(dòng)和力5 跨學(xué)科實(shí)踐：橋備課課件ppt

這是一份教科版（2024）八年級(jí)下冊(cè)（2024）第8章 運(yùn)動(dòng)和力5 跨學(xué)科實(shí)踐：橋備課課件ppt，文件包含5跨學(xué)科實(shí)踐橋pptx、“橋”見中國mp4、中國古代橋梁mp4、自制紙橋mp4等4份課件配套教學(xué)資源，其中PPT共21頁， 歡迎下載使用。
幾千年前，人們?yōu)榭缭叫∠?，將樹干跨放在小溪兩岸，發(fā)明了最早的橋。
早期的橋梁通常由木材和石塊組成。
現(xiàn)代的橋梁通常由鋼、混凝土和其他高強(qiáng)度材料構(gòu)建，形狀多種多樣。其中，材料與結(jié)構(gòu)是橋梁設(shè)計(jì)的兩大關(guān)鍵。
（1）分類：根據(jù)形狀和結(jié)構(gòu)，可將常見的橋梁分為梁橋、拱橋、懸索橋和斜拉橋。
（2）結(jié)構(gòu)：橋梁由橋面和承重結(jié)構(gòu)組成。承重結(jié)構(gòu)具有不同的設(shè)計(jì)和樣式，但總體設(shè)計(jì)原理都是防止橋面彎曲。
演示實(shí)驗(yàn)：橋面承重時(shí)的形變和受力
用一塊表面畫有方格的海綿塊模擬橋面，用手按壓海綿塊來模擬負(fù)載(橋梁承載的車輛、行人等對(duì)橋面的壓力)。
海綿塊在負(fù)載作用下發(fā)生了彎曲形變
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，如果彎曲形變超出橋梁允許的形變范圍，橋梁就可能發(fā)生坍塌。
如何避免橋梁發(fā)生大的彎曲形變，提高橋梁的承重能力，避免橋梁坍塌呢？
理論探究：支撐結(jié)構(gòu)受力情況
橋墩及兩端地面對(duì)橋面提供的支撐力的合力
地基對(duì)橋面提供向上的支撐力的合力
兩側(cè)地基對(duì)橋面提供的水平方向的力的合力為零
吊索對(duì)橋面提供向上的拉力和兩端地面的對(duì)橋面提供向上的支撐力的合力
拉索對(duì)橋面提供斜向上的拉力和兩端地面的對(duì)橋面提供向上的支撐力的合力
總結(jié)：所有橋梁的支撐結(jié)構(gòu)都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向上的合力，與橋面及負(fù)載的合力平衡
活動(dòng)：體驗(yàn)拱橋的支撐作用
找一個(gè)硬直簡圈，中間套一根橡皮筋, 用手輕壓頂部，觀察皮筋的形變，思考拱橋形狀與橋面負(fù)載的關(guān)系。
如何在橋梁負(fù)載增加時(shí)保持橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不易彎曲，這也是設(shè)計(jì)橋梁應(yīng)考慮的問題。哪種幾何元素構(gòu)成的物體穩(wěn)定性好呢？
實(shí)驗(yàn)探究：探究幾何體的穩(wěn)定性
將幾根橡皮筋連接起來后，穿過吸管再首尾連接，分別搭成三角形和矩形結(jié)構(gòu)。懸掛重物，對(duì)以上結(jié)構(gòu)施加向下的力，比較三角形、矩形結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
三角形結(jié)構(gòu)的物體受力時(shí)形狀保持不變
矩形結(jié)構(gòu)的物體受力時(shí)水平部分彎曲
矩形結(jié)構(gòu)的物體受力時(shí)還可能變形為平行四邊形
三角形具有很好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
三角形是現(xiàn)代橋梁的基本結(jié)構(gòu)元素，它有相對(duì)較輕的自重且能承受更大的壓力和拉力。因此，在設(shè)計(jì)上常常利用三角形結(jié)構(gòu)來加固橋梁。
設(shè)計(jì)并制作一座可承載重物的紙橋，至少能跨越25cm的峽谷，寬度大于10cm，最小承重為0.2N。
1.在橋中間放置重物，要求放上后至少保持5s，紙橋不塌落，記下紙橋承重；2.每組可嘗試3次，取最高成績。