形状与结构 全单元课件（共78张幻灯片）

第二单元-抵抗弯曲
抵抗弯曲





什么是柱？
抵抗弯曲





什么是梁？








柱子
横 梁








抵抗弯曲





抵抗弯曲





像桥梁、屋梁这样横放的材料我们都叫它横梁。
横梁比柱子更容易被压弯断裂，所以图上的建筑都有横放的材料横梁和竖放的材料柱子。
横梁的抗弯曲能力
与横梁的哪些因素有关呢？
抵抗弯曲





抵抗弯曲





纸梁的宽度与抗弯曲能力的研究
１、提出问题：纸梁的宽度与抗弯曲能力有关吗？
２、做出假设：纸梁越宽它的抗弯曲能力越强
３、实验验证：
实验材料：相同张数的A4纸分别裁成2、4、8厘米各一份（纸梁）；硬币若干个；直尺一根；书四本。
实验不变的条件：1、纸的材质-厚度、长短一样；
2、架起纸梁高度一样；
3、纸梁架空的距离一样；
4、放硬币的位置一样：放中间
5、弯曲标准一样：以纸梁碰到到桌面为止。
实验改变的条件：纸的宽度
抵抗弯曲





纸梁的宽度
（以最窄的为标准）
抗弯曲能力的大小 预测
实测
纸梁的宽度与抗弯曲能力的测试记录
1倍宽
2倍宽
4倍宽
你的发现
纸梁的宽度与抗弯曲能力的关系是：
纸梁的宽度增加 抗弯曲能力也会增加
（即：纸梁的宽度越宽它的抗弯曲能力越强）





抵抗弯曲





纸梁的厚度与抗弯曲能力的研究
１、提出问题：纸梁的厚度与抗弯曲能力有关吗？
２、做出假设：纸梁越厚它的抗弯曲能力越强
３、实验验证：
实验材料：A4纸若干张（纸梁）；硬币若干个；直尺一根；书四本。
实验不变的条件：1、纸的材质-宽度、长短一样；
2、架起纸梁高度一样；
3、纸梁架空的距离一样；
4、放硬币的位置一样：放中间
5、弯曲标准一样：以纸梁碰到到桌面为止。
实验改变的条件：纸的厚度
抵抗弯曲





纸梁的厚度
（以粘在一起的张数计算）
抗弯曲能力的大小 预测
实测
纸梁的厚度与抗弯曲能力的测试记录
1倍厚
2倍厚
4倍厚
你的发现
纸梁的厚度与抗弯曲能力的关系是：
纸梁的厚度增加，抗弯曲能力也会增加
（即：纸梁的厚度越厚它的抗弯曲能力越强）





比较两次实验结果我们可以发现
增加（纸）横梁的厚度比增加（纸）横梁的宽度能更有效地提高横梁的抗弯曲能力





横梁平着放好，还是立着放好？
横梁立着放好
增加横梁的宽度可以增加抗弯曲能力
但增加横梁的厚度可以大大得增加抗弯曲能力
所以横梁是立放着的比横放着的抗弯曲能力强
一、判断
1、纸的厚度与抗弯曲能力成正比。（ ）
2、梁平放比立放更能承受巨大的压力。（ ）
3、横梁比柱子容易弯曲和断裂。（ ）
4、两张纸的抗弯曲能力一定比一张纸强。（ ）
二、选择
1、材料的抗弯曲能力（ ）。
A、只与材料厚度有关B、只与材料宽度有关 C、与材料宽度和厚度都有关
2、材料的厚度和宽度，材料（ ）地影响抵抗弯曲的能力。
A、同样程度 B、厚度更多 C、宽度更多
一、判断
1、纸的厚度与抗弯曲能力成正比。（×）
2、梁平放比立放更能承受巨大的压力。（×）
3、横梁比柱子容易弯曲和断裂。（√）
4、两张纸的抗弯曲能力一定比一张纸强。（×）
二、选择
1、材料的抗弯曲能力（C）。
A、只与材料厚度有关B、只与材料宽度有关 C、与材料宽度和厚度都有关
2、材料的厚度和宽度，材料（B）地影响抵抗弯曲的能力。
A、同样程度 B、厚度更多 C、宽度更多
3、在研究纸的宽度与抗弯曲能力的关系时，要改变的条件是（ ）。
A、纸的厚度 B、纸的宽度 C、纸的长短
4、在研究纸的厚度与抗弯曲能力的关系时，要改变的条件是（ ）。
A、纸的材质 B、纸的宽度 C、纸的厚度
5、在研究纸的宽度与抗弯曲能力的关系时，下列条件不变的是（ ）。
A、纸的长度、厚度 B、纸的长、宽、厚度 C、纸的宽度
6、在研究纸梁的宽度与抗弯曲能力的关系时，要改变的条件是（ ）。
在研究纸梁的厚度与抗弯曲能力的关系时，要保持不变的条件是（ ）。
A、纸的材质 B、纸的厚度 C、纸的宽度
D、纸的长短 E、单个垫圈的轻重
3、在研究纸的宽度与抗弯曲能力的关系时，要改变的条件是（B）。
A、纸的厚度 B、纸的宽度 C、纸的长短
4、在研究纸的厚度与抗弯曲能力的关系时，要改变的条件是（C）。
A、纸的材质 B、纸的宽度 C、纸的厚度
5、在研究纸的宽度与抗弯曲能力的关系时，下列条件不变的是（A）。
A、纸的长度、厚度 B、纸的长、宽、厚度 C、纸的宽度
6、在研究纸梁的宽度与抗弯曲能力的关系时，要改变的条件是（C）。
在研究纸梁的厚度与抗弯曲能力的关系时，要保持不变的条件是（ACDE）。
A、纸的材质 B、纸的厚度 C、纸的宽度
D、纸的长短 E、单个垫圈的轻重
第二单元-形状与抗弯曲能力
形状与抗弯曲能力





这些材料做成这种形状是为什么？
形状与抗弯曲能力





这些形状与抗弯曲能力有关吗？
形状与抗弯曲能力





纸梁的厚度与抗弯曲能力的研究
１、提出问题：改变纸横梁的形状能增加抗弯曲能力吗？
２、做出假设：改变纸横梁的形状，可以增加抗弯曲的能力
３、实验验证：
实验材料：5张A4纸；硬币若干个；直尺一根；书四本；双面胶。
实验不变的条件：1、架起纸梁高度一样；
2、纸梁架空的距离一样；
3、放硬币的位置一样：放中间
4、弯曲标准一样：以纸梁碰到到桌面为止。
实验改变的条件：纸横梁的形状









15cm
5、记录测试结果,将测试结果展示在黑板上
做一做







15cm
4、以所折的形状变形导致垫圈翻倒为准。
3、从中间摆放垫圈
2、架空的距离都控制在15厘米
1、折纸时保持长度不变
绿色圃中小学教育网http://www.lspjy.com
形状与抗弯曲能力





形状
抗弯曲能力
（承受多少硬币）
我们的结论
纸梁的厚度与抗弯曲能力的测试记录


形状与抗弯曲能力





把薄形材料弯折成“V”“L”“U”“T”或“工”字等形状，虽然减少了材料的宽度，但是增加了材料的厚度，增加厚度是能大大增强材料的抗弯曲能力。
增加了厚度

减少了宽度


实验结论
改变形状能提高材料的抗弯曲能力
改变的形状不同，抗弯曲能力不同





形状与抗弯曲能力





形状的应用：瓦楞纸板
瓦楞纸板的定义：快递箱用的材料就是瓦楞纸。
瓦楞纸板的结构：瓦楞纸板有三层、五层或者七层，中间的一层、二层或者三层是波浪形的，几层粘在一起形成一个整体。
瓦楞纸板的特点：用的材料少，厚度大，抗弯曲能力强，有弹性。
第二单元-拱形的力量
为什么桥要做成拱形，特别是在古代，材料还不是很多，强度也不是很好的年代。其原因在那里？
拱形的力量





拱形的力量





拱形的力量





拱形能承受很大的压力
拱形的力量





拱形可以向外或向下传递承受压力
所以能够承受很大的压力
拱形的力量





拱形承载重量时，能把压力向下或向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压，结合得更加紧密。
拱形受压会产生一个向外推的力，抵住这个力，拱就能承载很大的重量。
第二单元-找拱形
找拱形





找拱形





人体的结构非常巧妙。
人的头骨近似于球形，可以很好地保护大脑，拱形的肋骨护卫着胸腔中的内脏；人的足骨构成一个拱形，足拱可以更好地承担人体的重量。
第二单元-做框架
做简单框架
扎一个三角形框架和长方形框架。

做框架





观察它们受到力的作用时有什么不同？
做框架





我们可以把长方形框架加固吗？
增加的斜杆起什么作用？
观察组成大型框架的“小格子”是什么形状的？做出自己的解释。
做框架





我们可以把长方形框架加固吗？
增加的斜杆起什么作用？利用三角形稳定性，使框架更牢固，不易变形。
观察组成大型框架的“小格子”是什么形状的？做出自己的解释。
一般大框是正方形的,中间由斜跨的横梁连成俩三角形,这样方框的4个角就不容易变形了。
任务：做一个立方体框架
做框架





试着在你的立方体框架上边放书本，看看牢固么？
怎样才能使我们的框架更加牢固？动手做一做吧！
做框架





立方体的每个面都是四边形。我们可以给它加上斜杆使它更牢固。
加上斜杆以后的变化：四边形里增加了许多三角形！
利用三角形的稳定性可以加固框架，并且框架中的三角形越多，结构越坚固。
三角形稳定性的力学原理
当三角形的两边斜杆受压力向内挤，下面的水平杆就起到推力的作用；当三角形的顶端受压力时，两边斜杆受力向两侧扩张，下面的水平杆就起到拉力的作用。三角形正是通过三边互相之间的推和拉的作用，保持它的稳定性。
做框架





立方体的每个面都是四边形。我们可以给它加上斜杆使它更牢固。
加上斜杆以后的变化：四边形里增加了许多三角形！
利用三角形的稳定性可以加固框架，并且框架中的三角形越多，结构越坚固。
三角形稳定性的力学原理
当三角形的两边斜杆受压力向内挤，下面的水平杆就起到推力的作用；当三角形的顶端受压力时，两边斜杆受力向两侧扩张，下面的水平杆就起到拉力的作用。三角形正是通过三边互相之间的推和拉的作用，保持它的稳定性。
第二单元-建高塔
建高塔





框架铁塔
高压电线
电视塔
上海东方明珠
钢架镂空铁塔
埃菲尔铁塔
倾斜的大理石塔
比萨斜塔
像这样骨架式的构造叫做框架结构。
建高塔





它们都展现了高大的框架铁塔的特点：
这些框架铁塔都建造的很高，不但框架结实不变形，
还能保持各种情况下都稳定不倒。
它们要承受到哪些力的作用？

从形状结构上看，哪些特点使它们不容易倒？
建高塔





它们都展现了高大的框架铁塔的特点：
这些框架铁塔都建造的很高，不但框架结实不变形，
还能保持各种情况下都稳定不倒。
它们要承受到哪些力的作用？
它们要承受自身的重量和其他重压，还要承受侧面
来的风的力量。
它们要承受到哪些力的作用
自身的重量和其他重压以及侧面来的风的力量
哪些特点使它们不容易倒
框架铁塔的结构是上小下大，上轻下重，
镂空结构，空气阻力小，可以很容易让风通过，
还有许多三角形构造，增强了铁塔的稳定性。
建高塔





建高塔





建高塔





建高塔





建高塔





建高塔





建高塔





建高塔





建高塔





简答题
1、解释球形物体承受压力时的特点？


2、请解释埃菲尔铁塔稳固的原因？
建高塔





简答题
1、解释球形物体承受压力时的特点？
A、球形可以看做是拱形的组合；B、它具有拱形承受压力大的特点；C、又没有了拱受压时向外推的力；D、圆形的任何一个地方受力，力都可以向四周均匀地分散开来，所以球形比任何形状都更坚固！
2、请解释埃菲尔铁塔稳固的原因？
下面比较大，上面比较小；下面重，上面轻；采用了大量的三角形框架结构，即牢固，抗风能力又好。
第二单元-桥的形状与结构
桥的形状与结构





茅以升先生青年时期的照片
桥梁是一种自古有之
最普通而最特殊的建筑物!
桥的形状与结构





连续的拱形结构
条形结构
框架结构
桥的形状与结构





随着科学技术的发展，桥梁的结构越来越多样化了。
青藏铁路拉萨大桥
加德尔桥
二十四桥
他们有什么相同点和不同点呢？各有什么优点呢？
桥的形状与结构





随着科学技术的发展，桥梁的结构越来越多样化了。
青藏铁路拉萨大桥
加德尔桥
二十四桥
他们有什么相同点和不同点呢？各有什么优点呢？
桥面在拱下方，造成桥面低，桥面与道路连接容易。抵消拱向外的推力，减少桥墩负担。
桥面平坦，方便通行。
桥的形状与结构





在很早以前人们从缠绕在大树间的藤蔓得到启示,用藤蔓做成了吊桥.后来用铁链代替藤蔓建造出了铁索桥,后得益于科技的发展,用钢丝编成的缆绳建造出了跨度达千米以上的钢索桥.

吊桥
钢索桥
桥的形状与结构





钢索桥

钢缆
桥塔
桥面
桥的形状与结构






钢缆
桥塔
桥面
钢索桥主要由钢索、桥塔、桥面组成，钢缆是桥承重的主要构件，桥塔是支撑钢缆的主要构件。
钢索桥主要有斜拉桥和悬索桥两种类型。
上海的杨浦大桥
桥的形状与结构





江阴大桥 悬索桥
斜拉桥
桥塔修的很高是为了降低钢缆的拉力。
桥的形状与结构





1、按照桥的不同结构，桥梁可以分为很多的类型。最
基本的有四大类型： 、 、 、浮桥。
2、钢索桥由 、 和桥面组成；显著特点是：
从功能上看 。
3、桥面在拱下方的拱桥，桥板可以拉住 ，
抵消拱向外的 。桥面被 方向的力拉
紧，还增加了桥面的抗弯曲能力。
梁桥
拱桥
拉索桥
桥塔
钢缆
桥面被钢索吊起
跨度很大
拱足
推力
水平
桥的形状与结构





4、自然界中巨大的石拱屹立千年不塌，人们因受到大自然的启发建造了 、 和拱桥。
5、在建造拉索桥的活动中，当我们把绳子拉的平直些
时，感觉力 (大/小)。
6、根据建造桥的材料分，有 桥、 桥等；根据桥梁
的结构分，有 桥、 桥、 、 等。
7、我们可以用 、 、
等方法来增强物体抵抗弯曲的能力。
梁桥
钢索桥
大
木
石
拱
梁
拉索桥
增加材料的厚度
增加材料的宽度
改变材料的形状
浮桥
第二单元-用纸造作桥
用纸造一座桥





用纸造一座桥





用纸造一座桥





在规定的时间里，用一张报纸，少量的胶带建造一座“桥”，要求“桥”能跨越35厘米宽的“峡谷”，宽度大于10厘米，能承载200克重的“车辆”。(只限制吊桥和斜拉桥)