资源简介

(共24张PPT)
初中物理沪科版（2024）八年级全一册教学课件
实践
调研桥梁建筑中的力平衡
第七章 力与运动
新课导入与学习目标
01
本课新课讲解
02
本课例题与练习
03
课后小结
04
目录
CONTENT
New Lesson Introduction and Learning Objectives
PART ONE
新课导入与学习目标
学习目标
1.学会制定调研方案，通过查阅资料、实地考察等方式收集证据。
2.理解力平衡在桥梁建筑中的重要性和应用方式。
3.知道我国一些著名桥梁的历史、人文背景及结构特点。
4.能够从跨学科视角分析桥梁建筑中的受力及力平衡情况，撰写调查报告。
5.通过调研活动，体会物理学在建筑中的重要作用，培养对物理学科的学习兴趣。
正确教育
New Lesson Presentation
PART TWO
新课讲解
新课讲解
我国古代有不少载入史册的桥梁建筑，如有四大古桥之称的赵州桥、洛阳桥、广济桥和卢沟桥。近现代的桥梁建筑也硕果累累，如茅以升先生主持设计建造的我国第一座现代化大型桥梁——钱塘江大桥，还有现代举世闻名的港珠澳大桥等。
这些宏伟壮观的桥梁建筑中，力与平衡知识是如何应用的 下面让我们对我国桥梁建筑进行调查研究。
新课讲解
任务一：
查阅并整理资料。
1.了解我国著名桥梁的历史、人文背景及结构特点；
2.了解我国不同地区桥梁建筑的结构特点，以及它们和力平衡的关联。
赵州桥
洛阳桥
广济桥
卢沟桥
新课讲解
桥梁类型
按照其力学结构，可分为：
梁式桥
拱式桥
斜拉桥
悬索桥
新课讲解
洛阳桥坐落于泉州东郊的洛阳江上，始建于北宋，主要由“宋四家”之一的蔡襄主持修建，是中国现存最早的跨海梁式大石桥；在建桥技术上首创了“筏型基础”“种蛎固基”“浮运架梁”等先进技术。
洛阳桥属于梁式桥，即以梁作为主要承重结构，梁架在桥墩上。为使桥墩稳固，设计上首创“筏型基础”的新型桥基，即在江底沿着桥梁中线抛掷石块，并向两侧展开一定宽度，形成一条横跨江底的矮石堤，作为桥墩的基址。
结构特点：筏形基础、牡蛎固基、船型桥墩。
洛阳桥
梁式桥
公元1053年-公元1059年，历经六年零八个月建筑完成。
新课讲解
在设计建造时可能蕴含的力平衡智慧
洛阳桥建造时虽无现代明确的力平衡理论，但在设计上充分体现了对力平衡的朴素理解与应用。筏形基础通过抛填大量石块增大与江底泥沙接触面积，使桥身重量均匀分布，实现桥身重力与江底支撑力平衡，稳固基础；牡蛎固基利用牡蛎粘连石块、桥墩成紧密整体，桥身受外力时，其粘连力可缓冲、分散外力，达力平衡以增强稳定性；船型桥墩的尖形迎水面设计能改变水流冲击力方向与分布，将冲击力向两侧分流，实现水流冲击力与桥墩自身抵抗能力的平衡，确保桥梁整体稳定。
新课讲解
赵州桥
赵州桥坐落在石家庄市赵县的洨河上，始建于隋朝，距今已有 1400 余年历史，是世界上现存年代最久远、跨度最大、保存最完整的单孔坦弧敞肩石拱桥。
赵州桥属于拱式桥，全桥只有一个大拱，净跨 37.02 米，跨度大，弧形平；大拱由 28 道拱券组成，拱券纵向并列砌筑；大拱的两肩上，各有两个小拱，不但节约了石料减轻了桥身的重量，还可减轻洪水对桥身的冲击。
结构特点：敞肩拱设计、 单孔坦弧、 纵向并列砌筑法
拱式桥
新课讲解
在设计建造时可能蕴含的力平衡智慧
赵州桥建造时虽无现代力平衡理论，但古代工匠巧妙运用了相关原理。比如敞肩拱设计，桥身受荷载时，力经桥身传至主拱券再向拱脚传递，敞肩小拱改变力的传递路径与分布，分担部分压力，分散了主拱券承受的压力，达力平衡状态，确保桥身稳定。洪水冲击时，小拱作泄洪通道，冲击力也能在桥身整体作用下合理疏导、平衡，赵州桥因此历经千年不倒，体现了工匠们的实践智慧与对力平衡的朴素理解应用。
新课讲解
北盘江大桥
北盘江大桥连接云贵两省，主跨388 米，横跨号称“世界大裂缝”的花江大峡谷，桥高 565 米，是世界第一高架桥，车辆行驶其上，仿佛置身云端。
北盘江大桥属于斜拉桥，即将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的桥梁；大桥中间没有桥墩，靠224 根斜拉索就将整个桥面吊在了 500 多米的高空。
斜拉桥
新课讲解
杨泗港长江大桥
杨泗港长江大桥坐落于武汉境内长江水道之上，截至2024年底是世界上跨度最大的双层悬索桥，跨江 1700 米不设桥墩，体现我国现代高超的建桥水平，桥有上下两层，具有机动车道、非机动车道、人行观光道等，集过江交通与观光旅游于一体。
新课讲解
杨泗港长江大桥属于悬索桥，即依靠主缆和吊索支撑桥面的桥梁；该桥的主缆采用的钢缆，每根的直径达到1米，能够承受极大的拉力；桥面则采用轻量化的钢箱梁结构，可有效地减少桥梁的自重；桥面通过吊索与主缆相连，吊索均匀分布在整个桥面，将桥面的重量分散到主缆上。
新课讲解
近现代桥梁
钱塘江大桥
港珠澳大桥
新课讲解
重要意义：中国自行设计、建造的首座双层铁路、公路两用桥，推动经济发展，在军事运输等方面发挥重要作用。
创新设计：采用双层桁架梁结构，上层公路、下层铁路，主桥多跨钢桁架梁，合理利用空间且能有效分布荷载
通过力学计算确定构件尺寸与材料强度，桁架梁杆件受力时拉力与压力相互作用达力平衡；桥基精心设计，实现桥身重力与地基支撑力平衡，确保大桥稳定。
建造背景：20世纪30年代，为改善钱塘江两岸交通、促进经济发展及满足军事需求，决定建桥。
钱塘江大桥
新课讲解
重要意义：世界最长跨海大桥，缩短三地交通时间，推动大湾区经济一体化，彰显中国综合国力与工程技术水平。
创新设计：世界最长、最深海底沉管隧道，由33节巨型沉管组成的跨海大桥
设计多层防护结构使内部应力均匀，实现压力与沉管抵抗能力平衡。桥身受载时斜拉索拉力与钢箱梁压力相互作用，实现荷载与构件抵抗能力平衡，保证桥身稳定。
建造背景：因粤港澳大湾区经济发展需求，为加强三地互联互通、促进区域经济一体化，需建跨海通道。
珠港澳大桥
新课讲解
任务二：
调研你所在地区的桥梁建筑结构与特点。以你感兴趣的桥梁建筑为例，分析其受力及力平衡的情况，撰写调查报告。
具体案例展示
2.介绍该桥梁的基本信息，如名称、建造年代、所在位置等。
1.展示图片（多角度）
3.详细分析该桥梁的受力情况，结合之前所学的力平衡原理，画出受力分析图，阐述其如何实现力平衡。
新课讲解
调查报告的范例格式
新课讲解
新课讲解
国外的著名大桥有美国的金门大桥，英国的伦敦塔桥，丹麦的大贝尔特桥、日本的明石海峡大桥等，可以选择一个，查阅资料，了解其历史、人文内涵及结构特点。
金门大桥
伦敦塔桥
大贝尔特桥
明石海峡大桥
课堂练习
查阅资料，了解世界知名桥梁建筑的历史、人文内涵以及结构特点，了解物理学在建筑中的重要作用。
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