2025年春新教科版物理八年级下册课件 第8章 运动和力 5 跨学科实践：桥

跨学科实践：桥5第8章

运动和力观察与思考

几千年前，人们发明了最早的桥。早期的桥梁通常由木材和石块组成，现代桥梁通常由钢、混凝土和其他高强度材料构建，形状多种多样。那么桥梁设计的关键是什么呢?桥梁的结构

桥梁由桥面和承重结构组成。桥梁的承重结构具有不同的设计和样式。但是桥梁总体设计原理都是一样的——防止桥面弯曲。桥梁的结构

桥梁可以根据其形状和结构分类。最常见的桥梁包括梁桥、拱桥、悬索桥和斜拉桥。梁桥斜拉桥拱桥悬索桥桥梁的力学分析

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(桥梁承载的车辆、行人等对桥面的压力)。如图所示，海绵块在负载作用下发生了弯曲形变，上层方格被挤压变窄，下层方格被拉伸变宽。桥面承重时的形变和受力演示实验桥梁的力学分析分析可知，桥梁上表面受到压力，下表面受到拉力。当负载增加时，桥梁弯曲形变程度会随之增加，如果弯曲形变超出桥梁允许的形变范围，桥梁就可能发生坍塌。如果你是一名桥梁工程师，如何避免桥梁发生大的弯曲形变，提高桥梁承重能力，避免桥梁坍塌呢?桥梁的力学分析

梁桥是结构最简单的桥，为减小桥面弯曲形变，在桥面下加一个桥墩，即可为桥面提供一个向上的力。所有支撑桥面的力的合力(用向上的蓝色箭头表示)，与桥面及负载的合力(用向下的红色箭头表示)平衡。可见，根据二力平衡条件，无论什么样的桥梁结构，都会产生一个向上的合力作为桥面的支撑力。支撑结构受力情况理论探究桥梁的力学分析支撑结构产生一个向上的合力，与桥面及负载的合力平衡。支撑结构受力情况理论探究斜拉桥拱桥悬索桥桥梁的力学分析

找一个硬直筒圈，中间套一根橡皮筋,如图所示，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。体验拱桥的支撑结构活动

如何在桥梁负载增加时保持桥梁结构稳定、不易弯曲，这也是设计桥梁应考虑的问题。哪种几何元素构成的物体稳定性好呢?桥梁的力学分析

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。如图所示，利用悬挂重物对以。上结构施加向下的力。请比较三角形、矩形结构的稳定性有什么不同。探究几何体的稳定性实验探究矩形结构的物体受力时还可能变形为平行四边形结构三角形结构的物体受力时形状保持不变矩形结构的物体受力时水平部分弯曲材料吸管、橡皮筋、细线等桥梁的力学分析

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。因此，在设计上常常利用三角形结构来加固桥梁。武汉长江大桥的三角形桁架结构长沙猴子石大桥的“V”字形桥墩设计并制作一座自己的桥

设计并制作一座可承载重物的纸桥，至少能跨越25cm的峡谷，宽度大于10cm，最小承重为0.2N。材料与工具选用参考A4纸、双面胶、剪刀、刻度尺、铅笔、砝码和硬币等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，取最高成绩测试要求设计并制作一座自己的桥

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。例如，可以使用哪些新技术?设计过程中如何对设计的模型进行负载测试?交流评估设计并制作一座自己的桥

土木工程学家，桥梁专家，主持修建了我国自己设计并建造的第一座现代化大型桥梁——钱塘江大桥。

茅以升（1896—1898）钱塘江大桥设计并制作一座自己的桥

中国正从桥梁大国迈向桥梁强国!一座座雄伟壮丽的现代化桥梁正在把跨越大江、大河、高山、峡谷的千年梦想变成现实。纵观祖国大地百万座大桥，从赵州桥到港珠澳大桥，连接时代文明的宏伟大桥正在贯通华夏