初中物理教科版（2024）八年級下冊（2024）5 跨學科實踐：橋背景圖課件ppt

這是一份初中物理教科版（2024）八年級下冊（2024）5 跨學科實踐：橋背景圖課件ppt，共21頁。PPT課件主要包含了上節(jié)課學了哪些知識，力改變物體的運動狀態(tài)等內(nèi)容，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)代橋梁通常由鋼、混凝土和其他高強度材料構(gòu)建，形狀多種多樣.其中，材料與結(jié)構(gòu)是橋梁設(shè)計的兩大關(guān)鍵。
橋梁可以根據(jù)其形狀和結(jié)構(gòu)分類。最常見的橋梁 包括梁橋、拱橋、懸索橋和斜拉橋（圖8-5-2）。
橋梁由橋面和承重結(jié)構(gòu)組成。橋梁的承重結(jié)構(gòu)具有不同的設(shè)計和樣式。但是橋梁總體設(shè)計原理都是一樣的—防止橋面彎曲。
橋面承重時的形變和受力 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載（橋梁承載的車 輛、行人等對橋面的壓力）如圖所示,海綿塊在負載作用下發(fā)生了彎曲形變，上層方格被擠壓變窄，下層方格被拉伸變寬。
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，如果彎曲形變超出橋梁允許的形變范圍，橋梁 就可能發(fā)生坍塌。
如果你是一名橋梁工程師，如何避免橋梁發(fā)生大的彎曲形變，提高橋梁承受能力，避免橋梁坍塌呢？
支撐結(jié)構(gòu)受力情況 梁橋是結(jié)構(gòu)最簡單的橋，為減小 橋面彎曲形變，在橋面下加一個橋 墩，即可為橋面提供一個向上的力[圖8-5-5（a）]。所有支撐橋面的力的合力（用向上的藍色箭頭表示），與橋面及負載的合力（用向下的紅色箭頭表示）平衡。
可見，根據(jù)二力平衡條件，無論什么樣的橋梁結(jié)構(gòu)，都會產(chǎn)生一個向上的合力作為橋面的支撐力（圖8-5-5）。
體驗拱橋的支撐作用 找一個硬直筒圈，中 間套一根橡皮筋，如圖8-5-6 所示，用手輕壓頂部，觀 察皮筋的形變，思考拱橋 形狀與橋面負載的關(guān)系。
如何在橋梁負載增加時保持橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不易彎曲，這也是設(shè)計橋梁應考慮的問題。哪種幾何元素構(gòu)成的物體穩(wěn)定性好呢？
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)。如圖8-5-7所 示，利用懸掛重物對以上結(jié)構(gòu)施加向下的力。請 比較三角形、矩形結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 有什么不同。
實驗發(fā)現(xiàn)，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，它有相對較輕的自重且能承受更大的壓力和拉力。因此，在設(shè)計上常常利用三角形結(jié)構(gòu)來加固橋梁。
設(shè)計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。 測試要求 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。
交流評估 各小組介紹設(shè)計思路，展示制作的紙橋，交流 存在的問題和需要改進的地方。例如，可以使用哪 些新技術(shù)？設(shè)計過程中如何對設(shè)計的模型進行負載 測試？
中國正從橋梁大國邁向橋梁 強國！一座座雄偉壯麗的現(xiàn)代化 橋梁正在把跨越大江、大河、高 山、峽谷的千年夢想變成現(xiàn)實。 縱觀祖國大地用萬年兩趙州橋到港珠澳大橋，連接時代文明的宏偉大橋正在貫通華夏大地！
查閱資料，對中國古代和現(xiàn)代的橋橋的用途、橋的地點等方面進行調(diào)查， 了解橋梁的發(fā)展史， 以及對交通、經(jīng)濟、 文化等方面的促進作用。