资源简介

/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科
【学习目标】
1、知道桥梁的结构
2、理解桥梁的力学分析
3、能设计并制作一座自己的桥
重点：桥面承重时的形变和受力、支撑结构受力情况
难点：探究几何体的稳定性
【自主学习】
1.桥梁设计的两大关键是 和 。
2.桥梁可以根据 和 分类。请在图下放横线处写出桥梁的种类。
3.桥梁由 和 组成。桥梁的整体设计原理都是 。
【合作探究】
1.【设计实验、制订方案】
用一块表面 模拟桥面，用手按压海绵块模拟 。
2.【进行实验、收集证据】
用手按压海绵块，海绵块在负载作用下发生了 ，上层方格被 ，下层方格被 。
3.【得出结论、做出解释】
分析可知，桥梁上表面受到 ，下表面受到 。当负载增加时，桥梁 会随之增加，如果弯曲形变超出 范围，桥梁就可能发生坍塌。
1. 是结构最简单的桥，为 ，在桥面下加一个桥墩，即可为桥面提供一个 。
2.所有 的合力，与 的合力平衡。
3.根据 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 。
1.【设计实验、制订方案】
将几根橡皮筋连接起来后，穿过吸管再收尾连接，
分别搭成 和 结构。
2.【进行实验、收集证据】
利用 对以上结构施加向下的力。实验中发现，三角形结构的物体受力时 ，矩形结构的物体受力时水平部分 。
3.【得出结论、做出解释】
实验发现， 具有很好的结构稳定性。它是现代桥梁的基本结构元素，它有相对较轻的 且能承受更大的 。
名师点拨
【课堂练习】
1、下列是常见桥梁的示意图，其中属于斜拉桥的是（ ）
A B C D
2、用一块表面画有方格的海绵块模拟桥面，用手竖直向下按压海绵块来模拟负载，如图所示。上、下层方格弹力的合力与 是一组平衡力，合力的方向是 。
【课后巩固】
1、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( )
2、如图是某跨海斜拉索大桥的结构示意图，拉索对桥塔的作用力的合力方向是__________；b 处桥面在拉索__________（填方向）的合力与桥面及负载的共同作用下，受力______（选填“平衡”或“不平衡”）。
1、生活中常见的大桥都是拱形。这一现象引起了小明的思考。
【提出问题】
为什么不设计成凹形桥？于是，小明设计了以下实验进行验证。
【设计实验、制定计划】
实验器材：一条光滑的薄金属片，其上套有一重为1 N 的金属小圆环。金属片的顶端C 处内外分别贴有压力传感器1和2。
实验操作：先将金属片正放，给小圆环初速度使其从A处滑出，并以不同的速度经过C 处，记录压力传感器1和2的示数。
【进行实验、收集证据】
小圆环分别以相同的速度经过图甲、乙情况下的C 处，并分别记录多次实验下传感器1和2的示数，如下表：
小圆环静止 实验一 实验二 实验三 实验四
vC/(m·s-1) 0 0.1 0.2 0.3 0.4
F甲/N 1 0.998 0.992 0.982 0.968
F乙/N 1 1.002 1.008 1.018 1.032
（1）拱形桥在最高点所受压力与圆环速度的关系是 。
凹形桥在最低点所受压力与圆环速度的关系是 。
（2）根据以上结论，请你解释小明的问题。
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。
【参考答案】
【自主学习】
1.材料 结构 2.形状 结构 梁桥 拱桥 悬索桥 斜拉桥 3.桥面 承重结构
【合作探究】
探究点一：
1.画有方格的海绵块 负载
2.弯曲形变 挤压变窄 拉伸变宽
3.压力 拉力 桥梁允许的形变
探究点二：
1.梁桥 桥面弯曲形变 向上的力
2.支撑桥面的力 桥面及负载
3.二力平衡 支撑力
探究点三：
1.三角形 矩形
2.悬挂重物 形状保持不变 水平部分弯曲
3.三角形 较轻的自重 压力和拉力
【课堂练习】
1.D 2.手对海绵的压力 竖直向上
【课后巩固】
基础练习
1.B 2.竖直向下 竖直向上 平衡
能力提升
1.（1）圆环通过拱形桥在最高点的速度越快，最高点所受压力越小。
圆环通过凹形桥在最低点的速度越快，最低点所受压力越大。
（2）根据上述结论可知，当车以较快的速度通过凹形桥的最低点时，最低点所受压力会较大，容易将桥压塌。
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