8.5 跨学科实践：桥 课件 (共22张PPT)2024-2025学年教科版八年级下册

(共22张PPT)
跨学科实践：桥
第5节
第八章 运动和力
初/中/物/理——八年级下册 —————————————————————
物理教科版（2024）新课标八年级下册
学习目标
难点
重点
1.知道桥梁的分类和基本设计原理。
2.通过实验对桥梁的支撑结构进行受力分析，找到让桥梁结构稳定、不易弯曲的方法。
3.设计并制作一座自己的桥，与同学、老师交流讨论，并进行改进和优化。
新课引入
一座桥——承担着天堑变通途的期盼，勾勒着梦想与光阴的轨迹。
一、桥梁的结构——分类
知识构建
梁 桥
特点：结构简单，外形平直，容易建造，造价低，可塑性强，适合中小跨度桥梁，尤其是城市和公路桥梁。
一、桥梁的结构——分类
拱 桥
特点：构造简单，受力明确，外形美观，维修养护费用低，自重较重，施工复杂，建筑高度较高，影响桥下交通和景观。
悬 索 桥
特点：跨度能力大，适合跨越宽阔的河流、深谷或其他难以跨越的地形；造型优美，结构轻盈，能够适应地震和风灾等自然灾害的影响。
一、桥梁的结构——分类
斜 拉 桥
特点：跨度能力大于悬索桥，能够轻松跨越宽阔的障碍物，建筑高度低，提高了桥梁的稳定性，造型美观，施工需要高精度的技术和复杂的设备。
一、桥梁的结构——分类
一、桥梁的结构——原理
桥面
承重结构
桥梁总体设计原理:防止桥面弯曲。
二、桥梁的力学分析
活动一
用一块表面画有方格的海绵块模拟桥面，用手按压海绵块来模拟负载。观察海绵块上层和下层的方格如何变化？说明了什么？
现象:海绵块发生了弯曲形变，上层方格被挤压变窄，下层方格被拉伸变宽。
说明：桥梁上表面受到压力，下表面受到拉力。负载增加，桥梁弯曲程度增加。
如何提高桥梁的承重能力？
二、桥梁的力学分析
支撑结构为桥面提供了向上的支持力，且所有支持力的合力，与桥面以及负载的合力平衡。
F支
F
二、桥梁的力学分析
分析下列三种桥梁支撑结构的受力情况。
拱桥
悬索桥
斜拉桥
F支
F
F支
F
F支
F
二、桥梁的力学分析
活动二
体验拱桥的支撑作用
找一个硬直筒圈，中间套一根橡皮筋，用手轻压顶部，观察皮筋的形变，思考拱桥形状与桥面负载的关系。
哪种几何元素构成的物体稳定性好呢？
三、实验：探究几何体的稳定性
实验材料
实验探究
吸管
橡皮筋
细线
将几根橡皮筋连接起来后，穿过吸管再首尾连接，分别搭成三角形和矩形结构，对以上结构施加向下的压力，比较三角形、矩形结构的稳定性有什么不同。
实验步骤
三、实验：探究几何体的稳定性
三角形具有很好的结构稳定性。
实验结论
交流讨论
三角形能不能作为桥梁的基本结构呢？
三、实验：探究几何体的稳定性
三、实验：探究几何体的稳定性
武汉长江大桥
三角形是现代桥梁的基本结构元素，它有相对较轻的自重且能承受更大的压力和拉力。因此，在设计上常常利用三角形结构来加固桥梁。
设计与制作
四、设计并制作一座自己的桥
1.制作一座可承重物的纸桥
2.至少能跨越25cm的峡谷，宽度大于10cm，最小承重0.2N。
A4纸、双面胶、剪刀、刻度尺、铅笔、砝码和硬币等。
设计要求
材料与工具选用参考
四、设计并制作一座自己的桥
测试要求
1.在桥中间放置重物，要求放上后至少保持5s，纸桥不塌落，记下纸桥承重；
2.每组可尝试3次，取最高成绩
交流评估
各小组介绍设计思路，展示制作的纸桥，交流存在的问题和需要改进的地方。
知识迁移
下图展示了一座常见的桥梁结构，关于该桥梁，下列说法正确的
是（　　）
A．该桥梁属于悬索桥
B．该桥梁属于拱桥
C．该桥梁属于梁桥
D．该桥梁属于斜拉桥
D
悬索桥的主要特征是使用悬索（如吊桥）来支撑桥面，而图中没有悬索结构。拱桥的特征是桥面呈拱形，重量通过拱形传递到桥墩，而图中没有拱形结构。梁桥的桥面直接由桥墩支撑，故D正确。
知识拓展
茅以升
1896——1989
中国桥梁之父——茅以升
知识小结
力学分析
结构
稳定性
原理：防止桥面弯曲。
分类：悬索桥、梁桥、斜拉桥、拱桥
三角形具有很好的结构稳定性。
三角形是现代桥梁的基本结构元素，它有相对较轻的自重且能承受更大的压力和拉力。
支撑结构为桥面提供了向上的支持力，且所有支持力的合力，与桥面以及负载的合力平衡。
跨学科实践
:
桥