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第6课 蛋壳与薄壳结构
1.鸡蛋壳的特点：____________________________。
2.外形为弧形的建筑结构被称为拱。常见的拱形有：____________________________等。著名的建筑有法国的______________、中国的______________等。
3.薄薄的鸡蛋壳之所以能承受很大的压力，是因为蛋壳曲面可以看成由无数的______________而成的，能够把受到的______________分散到蛋壳的各个部分。人们从蛋壳中得到启示，发明了薄壳结构。薄壳结构具有优越的受力性能，且轻便省料，因此在建筑中被广泛使用，如国家大剧院悉尼歌剧院等。
1.鸡蛋壳的特点：很薄、很轻，表面呈球形。
2.外形为弧形的建筑结构被称为拱。常见的拱形有：拱门、牌坊、城堡、水渠、宫殿等。著名的建筑有法国的凯旋门、中国的赵州桥、古罗马水渠等。
3.薄薄的鸡蛋壳之所以能承受很大的压力，是因为蛋壳曲面可以看成由无数的拱拼接而成的，能够把受到的压力分散到蛋壳的各个部分。人们从蛋壳中得到启示，发明了薄壳结构。薄壳结构具有优越的受力性能，且轻便省料，因此在建筑中被广泛使用，如国家大剧院悉尼歌剧院等。
：基础过关练
一、选择题
1．在来奶奶家的路上，经过了很多隧道，他发现隧道顶部采用了拱形结构，这主要是因为（ ）。
A．拱形结构，承重能力强 B．拱形结构美观 C．拱形结构显得空间大
2．亮亮跟着李博士来到农村，他看见一只母鸡正在孵小鸡，鸡蛋被母鸡压在身下却没有被压坏，这是因为（ ）。
A．蛋壳本身非常坚硬
B．蛋壳能够把受到的压力分散到蛋壳的各个部分
C．蛋壳里面有小鸡支撑着
3．同学们制作了以下三座用同种材料建造的“桥”，其中抗弯曲能力最强的是（ ）。
A． B． C．
4．拱形桥能承载很大的重量是因为（ ）。
A．拱形厚实 B．形状好看 C．受到的压力向下向外传递出去
5．将3张A4纸折成以下三种形状，其中抗压能力最强的是（ ）。
A．正六棱柱 B．正四棱柱 C．正三棱柱
二、填空题
6．鸡蛋的 结构有效分散了受力，致使鸡蛋不易被捏碎。
7．在其他条件相同的条件下，拱桥的承重能力 （填“大于”“小于”或“等于”）平桥。
8．薄薄的鸡蛋壳之所以能承受很大的压力，是因为蛋壳曲面可以看成由无数的 拼接而成的，能够把受到的压力分散到蛋壳的各个部分。
9．下图是一顶户外帐篷，通过观察图片我们会发现帐篷的支架其实是两个交叉的 结构，下方的拱脚被连接起来，抵消了其 的力。这种结构的优点是可以承受很大的力。
10．人的足骨构成个 ，它可以更好地承载人体的 。
三、判断题
11．安全帽、白炽灯泡、国家大剧院都用到了薄壳结构。( )
12．相同条件下，拱桥比平桥承重能力大。( )
13．安全帽做成圆的，主要是为了让帽子更加结实。( )
14．薄薄的鸡蛋壳根本承受不了多大的压力。( )
15．鸡蛋壳本身的构成材质使它能够承受很大的力。( )
：拓展培优练
四、简答题
16．大自然总是能巧夺天工，例如人体中就有很多的拱性结构，请你找一找，并尝试写出它们的作用。（至少写出两个）
17．星期天，淘淘去奶奶家玩，他看见一只母鸡正在孵小鸡，十几个鸡蛋被母鸡压在身下却没有一个被压坏。你能否用我们所学的知识解释一下？在生活中，你还见过哪些类似结构的物品？请举例说明（至少三个）。
五、实验题
18．实践探究。
设计实验测试正三棱柱纸筒、正四棱柱纸筒、正六棱柱纸筒的承受力。
实验猜想： 纸筒的承受力最大。
实验目的：探究物体 与承受力大小的关系。
实验材料：A4 纸若干张、双面胶、科学书若干本。
实验步骤：（1）
（2）
实验记录：
纸筒形状 实际测量结果
三棱柱 1 本书
四棱柱 2 本书
六棱柱 4 本书
实验现象：
实验结论：
六、综合题
19．探究薄壳结构的特点。请仔细观察、思考，并回答问题。
（1）生活中你观察到的鸡蛋是什么形状？ 。
（2）（如图一所示）用手能把一枚鸡蛋握碎吗？ 。
（3）（如图二所示）图中左、右图哪种情况的蛋壳不容易被戳破？ 。
（4）薄薄的鸡蛋壳之所以能承受很大的压力，是因为蛋壳曲面可以看成由无数的 拼接而成的，能够把受到的压力 到蛋壳的各个部分。
20．阅读材料，结合所学知识回答问题。
快递物流行业遍布我们生活的各个角落。快递常用的包装盒材料是瓦楞纸，它的结构如图所示。
（1）瓦楞纸采用什么样的结构？
（2）瓦楞纸设计成这样有哪些好处？
（3）你见过什么形状的包装盒？画图描述。（至少两种）
1．A
详解：拱形承载重量时，能把压力向下向外传递给相邻部分，拱形各部分相互挤压，结合得更加紧密。拱形受压会产生一个向外推的力，抵住这个力，拱就能承载很大的重量。隧道顶部采用了拱形结构，这主要是因为拱形结构，承重能力强。
2．B
详解：球形的蛋壳能够承受住比别的形状的蛋壳更高的压力，这样可使它更坚固。球形的蛋壳能够承受住比别的形状的蛋壳更高的压力，所以鸡蛋被母鸡压在身下却没有被压坏，这是因为蛋壳能够把受到的压力分散到蛋壳的各个部分。
3．A
详解：影响材料的抗弯曲能力有厚度、宽度、形状等，桥的跨度小、桥面厚度变大，都可以增大抗弯曲能力，A项结构的桥桥面厚度大，桥中间增加桥墩，增加了对桥面的支撑，使得抗弯曲能力最强。
4．C
详解：拱形受力时能把压力向下和向外传递给相邻的部分。拱形各部分收到压力时会产生外推力，如果能抵住拱形的外推力，拱就能承受巨大的压力。所以拱形桥能承载很大的重量是因为受到的压力向下向外传递出去。
5．A
详解：形状对抗弯曲能力影响很大，提高材料的抗弯曲能力，可以增加材料的厚度和支撑，还可以改变材料的形状。将3张A4纸折成以下三种形状，其中抗压能力最强的是正六棱柱。
6．薄壳
详解：人们根据鸡蛋蛋壳结构发明薄壳结构，薄壳结构的优点是可以把受到的压力均匀地分散到物体的各个部分，减少受到的压力。鸡蛋外壳表面凹凸不平，有许多小孔。外面的空气通过它能进入鸡蛋壳内，并贮存在气室里，供未出壳的小鸡呼吸，鸡蛋的外形呈椭圆形，一头尖，一头圆，用手捏挤，不容易破裂。
7．大于
详解：拱形承载重量时，能把压力向下和向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压结合得更加紧密。拱形受压会产生一个向外推的力，抵住了这个力，拱就能承载很大的重量，抵住拱足，能使拱的形状保持不变，拱就能承载更大的重量。所以相同材料、厚度和跨度的拱桥的承重能力大于平桥。
8．拱形
详解：拱形的抗压能力强，因为拱形承载载重量时，能把压力向下向外传递给相邻的部分，增大受力面积，分解压力，拱形各部分相互挤压，使之结合得更加紧密。薄薄的鸡蛋壳之所以能承受很大的压力，是因为蛋壳曲面可以看由无数的拱形拼接而成的，能够把受到的压力 分散到薄壳的各个部分。国家大剧院就是蛋壳结构。
9． 拱形 外推
详解：拱形承载重量时，能把压力向下和向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压结合得更加紧密。拱形受压会产生一个向外推的力，抵住了这个力，拱就能承载很大的重量。抵住拱足，能使拱的形状保持不变，拱就能承载更大的重量。如图是一顶户外帐篷，通过观察图片我们会发现帐篷的支架其实是两个交叉的拱形结构，下方的拱足被连接起来，抵消了其外推力，这种结构的优点是可以承载很大的压力。
10． 拱形 重量
详解：拱形在受到压力时，拱足会向两边伸展，产向外推的力，有承载压力大的特点。人的头骨近似于球形，可以很好地保护大脑，拱形的肋骨保卫着胸腔中的内脏；人的足骨构成一个拱形——足弓，它可以更好地承载人体的重量。
11．√
详解：人们从蛋壳中得到启示，发明了薄壳结构。薄壳结构具有优越的受力性能，且轻便省材料。安全帽、白炽灯泡、国家大剧院都用到了薄壳结构。
12．√
详解：拱形承载重量时，能把压力向下和向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压，结合得更加紧密。拱形受压会产生一个向外推的力，抵住了这个力，拱就能承载很大的重量。所以相同条件下，拱桥比平桥承重能力大。
13．√
详解：圆顶形可以看成拱形的组合，圆顶形承载压力的特点是：它具有拱形承载压力大的特点，而且不产生向外推的力。所以安全帽做成圆的，主要是为了让帽子更加结实。
14．×
详解：蛋壳又轻又薄，根本承受不了多大的压力。这种说法错误。蛋壳是拱形结构的应用，很坚固，能承受较大的压力。
15．×
详解：薄薄的蛋壳能承受比较大的压力，这与蛋壳的具有拱形组合的结构有很大的关系。手握鸡蛋，逐渐用力，鸡蛋不易破裂，这是因为蛋壳能够把受到的压力均匀地分散到蛋壳的各个部分，并不是因为鸡蛋壳的材质非常坚硬。题目说法错误。
16．人的头骨近似于圆形，可以很好地保护大脑；拱形的肋骨保护着内脏；人的足骨构成一个拱形足弓，这是人能够直立行走的关键结构。
详解：拱形承载重量时，能把压力向下和向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压，结合得更加紧密。拱形受压会产生一个向外推的力，抵住了这个力，拱就能承载很大的重量。人体的结构非常巧妙。人的头骨近似于圆形，可以很好地保护大脑；拱形的肋骨保护着内脏；人的足骨构成一个拱形足弓，这是人能够直立行走的关键结构。
17．因为蛋壳曲面可以看成由无数的拱拼接而成的，能够把受到的压力分散到蛋壳的各个部分，所以鸡蛋不会被压坏。
类似结构的物品：灯泡、帐篷、安全帽等。
详解：圆顶型可以是双圆心的弧形旋转体，球形是一个圆心的弧形旋转体，足球等圆球类就是球形，橄榄球割一半就是圆顶形。球形的蛋壳能够承受住比别的形状的蛋壳更高的压力，这样可使它更坚固。在生活中球形结构的物品很多，如：足球、篮球、乒乓球、西红柿、苹果、葡萄、元宵等。
18．实验猜想：正六棱柱
实验目的：形状
实验步骤：（意思对即可）
（1）把 A4 纸分别折成正三棱柱、正四棱柱、正六棱柱形状的纸筒，放在桌面上。
（2）轻轻地将科学书放到纸筒上（书的中心要对准纸筒中心）
实验现象：纸筒的形状不同，它的承受力也不同。
实验结论：六棱柱纸筒承受力最大。
分析：形状对抗弯曲能力影响很大，提高材料的抗弯曲能力，可以增加材料的厚度和支撑，还可以改变材料的形状。
详解：设计实验 测试正三棱柱纸筒、正四棱柱纸筒、正六棱柱纸筒的承受力。
实验猜想：正六棱柱纸筒的承受力最大。
实验目的：探究物体形状与承受力大小的关系。
实验材料：A4 纸若干张、双面胶、科学书若干本。
实验步骤：（1）折形状，用4张A4纸分别折成正三棱柱、正四棱柱、正六棱柱不同形状的纸筒，纸筒的连接部分用双面胶粘起来；
（2）把相同的书分别放到正三棱柱纸筒、正四棱柱纸筒、正六棱柱纸筒上面，记录各种纸筒能承受多少书不被压垮。
实验现象：正三棱柱纸筒放到2本书时被压垮；正四棱柱纸筒放到3本书时被压垮；正六棱柱纸筒放到5本书时被压垮。
实验结论：不同形状的纸筒承受力不同，正六棱柱纸筒承受力最大。
19． 椭圆形 不能 右图 拱 分散
分析：薄薄的鸡蛋壳之所以能承受很大的压力，是因为蛋壳曲面可以看成由无数的拱拼接而成的，能够把受到的压力分散到蛋壳的各个部分。人们从蛋壳中得到启示，发明了薄壳结构。薄壳结构具有优越的受力性能，且轻便省料，因此在建筑中被广泛使用。
详解：（1）鸡蛋是我们生活中常见的食物，鸡蛋是椭圆形的；
（2）我们用手把鸡蛋握在手中，用力发现鸡蛋是碎不了的；
（3）把鸡蛋固定在一个容器里，用笔尖很容易戳破；而把鸡蛋放在桌子上，用笔尖戳的话，不容易戳破；
（4）薄薄的鸡蛋壳之所以能承受很大的压力，是因为蛋壳曲面可以看成由无数的拱拼接而成的，能够把受到的压力分散到蛋壳的各个部分。人们从蛋壳中得到启示，发明了薄壳结构。薄壳结构具有优越的受力性能，且轻便省料，因此在建筑中被广泛使用。
20．（1）瓦楞纸采用拱形（或三角形）。
（2）好处更结实、稳固。可以节省材料，减轻重量。
（3）柱形、球形、锥形、台形等等。
详解：把薄板形材料弯折成“V”“L”“U”“T”或“工”字等形状，虽然减少了材料的宽度但却增加了材料的厚度，增加厚度能大大增强材料抗弯曲能力的。瓦楞纸中间的结构是W形，虽然减少了材料的宽度，但增加了厚度，就大大增强了材料的抗弯曲能力。如鸡蛋托，纸箱等。

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