第二单元 形状与结构1.折形状
想一想:如何用这张纸托起这块砖呢?
A4纸
砖
球
柱
锥
台
物体有各种形状,但大多数是由4种基本
的简单形状构成的。
下面这些物体都是由哪些形状构成的?这样
的形状有什么好处?
目的:研究物体的形状与承受力的关系
材料:A4纸若干张,透明胶,书本
步骤:1.预测实验结果
2.把A4纸分别折成不同形状的纸筒:
三角形、正方形、六边形、圆筒形
或其他形状。
3.轻轻将书本放到纸筒上,一点点加
书的重量,直到纸筒支持不住。
4.将实验结果填于表中。
卷成
筒的
A4纸
实验结果:圆柱形撑起的重量最大。
因为圆柱没有角,任何加在上面的重量都会均匀地分布,所以圆柱上的每一个点承受力并不大,而整体却能承受比较大的力。而正方形有四个角,不能把加在上面的重量均匀地分散开,每一个点承受的力都比较大,整体不能承受太大的力。六边形,五边形,三角形同理。
圆柱形纸筒承受力最大
看看教材18页,能不能用我们学到折形状的
知识,试着分析它们为什么是这样设计的?
你还知道哪些物体是根据改变形状增大承受
力的原理设计的?
蛋壳的力量有多大?
做一做书上18页的实验,
并说出你的发现。
小提示:
蛋壳虽薄,
却能承受
很大的力量
实验步骤
将准备好鸡蛋,先用胶带将边缘缠好,再进行修剪边缘,待边缘修整齐后摆好,进行实验。
蛋壳和薄壳形屋顶
壳体在外力作用下,内力是沿着整个表面
扩散和分布的。所以对于承受外来压力来
说,凸曲面形最好,它能把外来的力均匀
的分散开来,避免了压力集中。建筑师们
根据这种原理设计了许多如餐厅、商场等
公共建筑的屋顶,这种屋顶可以做得很大、
很薄,不但减轻屋面结构的重量,又能节
省大量建筑材料。
空心杆子抗弯能力最强
在材料和横断面积相同的情况下,同样的
空心杆能够做得比实心杆粗些;由于空心
杆分布在外面的材料比实心杆多,它的抗
弯能力自然要比实心杆强多了。人们受到
启发在建造房屋时,把一些高大的柱子和
一些杆子都做成空心的;在机器制造业中,
人们用钢管和铁管来做承压抗弯的架子。
杆件细而长时才能做成空心的,粗且短时
就没有什么优越性了。