资源简介

(共19张PPT)
1.了解桥梁的结构，通过实验探究不同形状的桥梁承重能
力，并进行桥梁支撑结构受力分析.
2.通过动手设计并制作桥梁的过程，体会三角形稳定性在
桥梁中的实际应用.
3.通过调查物理学在桥梁建筑技术方面的应用案例，体会
物理学对桥梁发展的促进作用.
中国拥有许多古老而具有特色的桥梁，这些桥梁不仅是
交通和交流的通道，也承载着历史和文化的传承.中国桥
梁类型丰富多样，按照形状和结构分类，最常见的四种
类型分别是：梁桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥.
梁 桥 __________________________________ 以梁为主要承重结构的桥，是我国古代
最早出现的桥型，梁桥是最常见的桥梁
类型之一，适用于中小跨径的桥梁工程
拱 桥 __________________________________ 以拱为主要承重结构的桥，拱桥跨越能
力较大，适用于宽阔河流或深谷等跨度
较大、地基较好、有景观美感要求的桥
梁工程
悬 索 桥 __________________________________ 以缆索为主要承重构件的桥梁，悬索桥
特别适用于超大跨度桥梁建设，如跨越
宽阔的海峡或大河等
斜 拉 桥 __________________________________ 以斜拉索为主要承重构件的桥梁，斜拉
桥适用于大跨度且有通航或城市美学景
观要求的桥梁建设
1.实验探究：桥面承重时的形变和受力
实验设计
用两个物体支撑一块表面画有方格的海绵块模拟桥面，
用手施加大小不同的力按压海绵块来模拟负载
（桥梁承载的车辆、行人等对桥面的压力），观察海绵
块的形变程度，并记录.
实验过程
（1）控制两个支撑物体之间的距离不变，用
较小的力按压海绵块，观察海绵上面和下面方
格的形变程度，上面的方格有轻微的挤压稍微变窄，下
面的方格有轻微的拉长稍微变宽.
（2）保持两个支撑物体之间的距离不变，用
较大的力按压海绵块，观察海绵上面和下面方
格的形变程度，上面的方格被挤压变得更窄，
下面方格被拉长变得更宽.
实验结论
分析可知，桥梁上表面受到压力，下表面受到拉力.当负载
增加时，桥梁弯曲形变程度会随之增加，如果弯曲形变超
出了桥梁能承受的形变范围，桥梁就有可能发生坍塌.
2.理论探究：支撑结构受力情况
梁桥 以梁为主要承重结构的桥，在竖直荷载作用下结
构无水平反力，只利用梁的抗弯能力来承受荷载
的桥梁
拱桥 以拱为主要承重结构的桥，通过拱的弯曲形状将
荷载转换为水平和竖向压力，并传递到桥台和支
撑结构上的桥梁
悬索 桥 通过将荷载从桥面传递到主缆，再由主缆传递到
桥塔和锚锭的体系
斜拉 桥 通过斜拉索将桥面荷载传递到桥塔上，由承压的
塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种桥跨
结构
设计并制作一座可承载重物的纸桥，至少能跨
越的峡谷，宽度大于,最小承重为 .
一张纸的表面大，支撑力弱；纸被折叠后，
形成多个像小山一样的支撑点，物体的重量就被均匀分
散到各个支撑点上，三角形具有稳定性，纸桥就能支撑
住物体的重量.
以下是一种简单桥的设计思路和制作方法.
1.准备材料： 纸、双面胶、剪刀、刻度尺、铅笔、砝
码和硬币等.
2.绘制设计图：根据生活经验和网上查阅资料绘制一座自
己的桥的设计图.
3.将一张纸用剪刀剪出一条宽 的长条.
4.将剩下 纸对折成扇子的形状，如图所示，将纸连续
进行对折，摊开纸后，观察到纸上有多处折痕.
5.将宽 的纸条分成两半，用胶水粘成圆环形，做承重
桥墩.
6.将两个桥墩放在适当的位置后，与桥体进行粘连，在桥
体上放置重约 的物体，无明显损坏，可以承重.
当纸张的形状改变后，相同一张纸的承受力度
也会发生改变.其中承重能力还与瓦楞纸的楞的多少、张
开的角度等都有关系，也可以将桥墩折成瓦楞形，大大
增加桥梁的稳定性.
典例 [ 绍兴模拟 ] 浙江省内河流众多，遍布拱形的
石桥.拱桥的承重能力与许多因素有关，如拱的形状等.拱
桥的桥拱形状有半圆、圆弧、蛋形、抛物线等
（如图甲所示），不同形状的桥拱承重能力是否相同？
小柯对此进行探究，步骤如下：
①利用 打印机制作不同形状的桥拱模型；
②在模型上放置一定数量的
钩码，直到拱桥恰好被压塌，
记录此时钩码的总质量
（如图乙所示）.
（1）步骤①中需要控制拱的形状不同，需要控制相同的
变量有：________________________（写出两个）.
材料、高度（合理即可）
[解析] 根据生活经验，拱桥的材料、高度、宽度、厚度等
都可能影响承重能力.（2）发现使用钩码很难做到使拱桥
恰好被压塌，是因为钩码不能连续地改变压力大小，为了
更精确地测量拱桥恰好被压塌时的压力大小，用装有细沙
的小桶代替钩码，添加沙子可以连续地改变压力大小.
（2）实验中发现使用钩码很难做到使拱桥恰好被压塌，
为了更精确地测量拱桥恰好被压塌时所受的压力大小，
本实验可如何改进？_______________________________
_______.
用装有细沙的小桶代替钩码（合理即可）

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