跨学科实践：桥梁调查与模型制作 同步练（含答案） 2025-2026学年初中物理苏科版八年级下册

跨学科实践：桥梁调查与模型制作
建议用时：25＋5分钟
1. 桥梁的主要类型包括梁式桥、拱式桥、钢架桥、斜拉桥、悬索桥和组合体系桥等．
2. 设计和建造桥梁时需要综合考虑：①通行能力；②承重能力和耐用性；③施工难度和技术水平；④抗震性，抵御大风和水流冲击；⑤环保和体现当地文化；⑥防止热胀冷缩带来的破坏；⑦桥面的耐高温和防滑性能；⑧审美和照明；⑨控制成本等．
3. 桥梁模型制作步骤：①画出设计图；②按照合适的比例进行制作；③进行模拟实验，检测各项指标是否合格．
知识点　桥梁调查与模型制作
例1　(2024安徽模拟)我国高铁领跑世界，一座座高铁桥梁引发了小安无限的探究欲望．他查阅相关资料了解到“下垂量”(桥梁向下弯曲偏离水平位置的距离)是衡量桥梁质量的一个重要标准．他猜想：钢梁的下垂量h可能与重物对钢梁的压力F和两支撑柱之间的距离s有关．为了验证猜想，他用图甲所示装置进行实验：
甲 乙
(1) 为探究钢梁的下垂量h与两支撑柱之间的距离s是否有关，需要控制________________________不变．
(2) 在探究钢梁的下垂量h和所受到的压力F是否有关时，小安记录了如下数据，请根据表格中的数据，在图乙坐标中描点画图．
实验次数 1 2 3 4 5
压力F/N 100 200 300 400 500
下垂量h/cm 2 4 6 8 10
根据图像可以得出的结论是__________________________________________．
(3) 小安想继续探究“钢梁的下垂量h与两个支撑柱间距s的关系”，请你为他设计记录实验数据的表格．
(4) 观察发现，我国许多短式桥梁在设计时会设计成拱式桥梁，使其能承受更大的压力，请你就这一现象提出一个值得探究的猜想：______________________
_________________________________.
1 (2025无锡模拟)在“桥梁调查与模型制作”跨学科实践活动中，小明同学对无锡的桥梁进行了研究：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．
甲 乙 丙
(1) 无锡市区的蓉湖大桥为单塔双索斜拉大桥，如图甲所示为其结构示意图，桥塔两侧对称的拉索承受了桥梁的重力．当桥塔高度改变时，拉索与桥塔的连接点相对于桥塔顶端位置不变．当一辆载重汽车从桥梁左端按设计时速匀速驶向桥塔的过程中，下列说法正确的是________．
A. 左侧拉索的拉力先增大后减小
B. 左侧拉索的拉力一直减小
C. 为了减小拉索承受的拉力，在条件允许的情况下，可适当减小桥塔高度
D. 桥塔高度的变化时，拉索所受的拉力始终不变
(2) 小明发现生活中有些是平板桥，有些是向上凸起的凸形桥，也有些是向下凹的凹形桥．这引起了他的思考：所有桥梁的功能都是有利于人和车辆的通行，那么汽车行驶时对凸形桥和凹形桥的压力一样吗？哪种桥容易被压坏？
为此小明将汽车通行凸形桥和凹形桥的运动路径简化为曲线轨道，并构建了图乙所示的模型，A点是凸形桥的最高点，B点是凹形桥的最低点．先固定轨道，再将压力传感器固定在A、B两点的下面．如图丙所示，汽车通过时压力显示器就显示出压力的大小了．
他猜想：汽车通过不同形状的桥时对桥的压力，可能与汽车的重力、汽车过桥的速度大小、桥面的粗糙程度、A与B两点所在曲线轨道(可以看成是圆的一部分)半径等因素有关．
小明让玩具小车通过图乙的曲线轨道(玩具小车通过轨道时不会压坏轨道)，模拟了汽车通过凸形桥、凹形桥的情景．
实验时，小明让玩具小车在轨道上以相同的速度通过A、B两点，收集到压力显示器显示的数据如表所示．分析表中数据可以得到结论：
实验次序 速度v/(m·s-1) 小车重力G/N 玩具小车对凸形桥A点压力F1/N 玩具小车对凹形桥B点压力F2/N
1 v1 2.00 1.80 2.40
2 v2 2.00 1.60 2.80
3 v3 2.00 1.50 3.00
4 v1 3.00 2.70 3.60
5 v2 3.00 2.40 4.20
6 v3 3.00 2.25 4.50
①分析1、4(或2、5或3、6)次实验数据，可以得出结论：玩具小车通过A点或B点时，玩具小车对桥面的压力与玩具小车的________有关．
②分析1、2、3次实验数据可以得出结论：玩具小车通过A点或B点时，玩具小车对桥面的压力与玩具小车的________有关．
③由表中数据可知：一定质量的汽车以相同的速度通过A点或B点时，容易压坏桥的是 ________(填“A”或“B”)点．
2 悬索桥(图甲)是目前世界上跨度最大的桥梁，它的主要承重构件是悬索，它主要承受拉力，小珊观察了悬索桥后，想知道两个拉力产生的作用效果与互成的角度有什么关系，于是她进行了下面的实验．
甲 乙 丙
设计方案：如图乙所示，用两个互成角度的弹簧测力计拉固定在木板上的橡皮筋，依据拉力与弹簧的伸长量成正比，当每次把橡皮筋拉到相同位置时，可以认为这两个拉力产生的作用效果相同．
(1) 按照设计方案，小珊用两个大小相等的拉力拉同一根橡皮筋完成了实验，将实验结果记录如表所示．(拉力F是拉橡皮筋到达预定位置的力)
①分析下表可知，两个拉力F1与F2产生的作用效果与互成的角度________(填“有关”或“无关”)，即当作用效果相同时，互成的角度越大，两个拉力________(填“越大”或“越小”).
角度 0° 30° 45° 60° 90° 120°
拉力F1/N 2 2.1 2.2 2.3 2.8 4
拉力F2/N 2 2.1 2.2 2.3 2.8 4
拉力F/N 4
②在上表中，当两个拉力互成角度为0°时，拉力F1与F2之和与拉力F的大小________，当两个拉力相等且互成180°时，此时F1和F2是一对________力，橡皮筋保持静止状态．
(2) 以上实验中一个力F与F1和F2两个力产生的作用效果相同，物理中把F叫作F1和F2的合力，F1、F2叫作F的分力，有人说合力一定比任意一个分力大，根据上表数据你判断这种说法是________的，请根据表格中的具体数据，举例说明____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________.
(3) 根据实验结果，请你提出正确的安装晾衣架承重钢丝(图丙)的建议：_____
_____________________________________________________________________.
跨学科实践：桥梁调查与模型制作
【基础过关】
例1　(1) 重物对钢梁的压力
(2)
钢梁的下垂量h与钢梁所受压力F成正比
(3)
实验次数 1 2 3 4 5 6
支撑柱间距s/cm
下垂量h/cm
(4) 钢梁能承受的最大压力可能与钢梁的形状有关
【能力提优】
1. (1) B　(2) ①重力　②速度　③B
【思维拓展】
2. (1) ①有关　越大　②相等　平衡　(2) 错误　　当两个分力互成120°角时，合力的大小等于每个分力的大小　(3) 考虑到两条钢丝的承拉能力，其夹角不宜过大