师：同学们好，欢迎来到今天的科学课堂。在我们周围，能看到许多不同形状和结构的物体。它们为什么是这样的形状和结构呢？比如，钢材为何要做成不同形状？很多桥梁为何建成拱形？许多输电线铁塔为何做成框架式且上小下大？这样的形状和结构有什么好处呢？
在这个单元，我们要当一回小小建筑师，研究一些常见的形状和结构，探究它们承受力的特点，了解人们是如何巧妙利用这些形状与结构的。我们还会亲手制作塔和桥，在制作过程中探究其中的奥秘，体验创造的快乐。这节课，我们就来学习形状与结构的第一课——抵抗弯曲。
很早以前，人们就开始造房子、修桥梁了。看看这些房子和桥梁，它们在形状和结构上有相似之处吗？
很多房屋和桥梁都是依靠直立的柱子和横放的横梁支撑。那么，横梁和柱子谁更容易弯曲和断裂呢？
生：我认为柱子容易断，因为它承受的压力更大。
生：我觉得横梁容易断，因为它在同等面积上用到的材料更少。
师：都很有道理。来看看这些已被破坏的结构，残留下来的往往是柱子，而断裂的通常是横梁。事实证明，受压时，横梁比柱子更容易弯曲和断裂，所以横梁的抗弯曲能力是建筑科学上的重要问题。那么，你们认为横梁的抗弯曲能力与哪些因素有关呢？
生：我觉得与材料有关，不同材料，抗弯曲能力肯定不同。
生：我认为材料长了容易弯，材料短就不容易弯。
生：我觉得又宽又厚的大梁最不容易弯。
师：要让房子造得更结实，横梁至关重要。使用的材料、横梁的厚度、宽度、长度以及形状，都可能是影响横梁抗弯曲能力的重要因素。既然有这么多不同因素，我们需要逐个分析，采用对比法进行研究。这节课，我们重点探究两个因素：横梁的宽度和厚度。那么，如何表现横梁的抗弯曲能力呢？
我们可以用厚纸搭一个横梁，把纸梁两端垫起一定高度，让纸梁受压弯曲，以接触桌面作为弯曲标准，用承载垫圈的个数表示纸梁的抗弯曲能力。可以用两叠书作为桥墩，也可以用两个同样高度的支架代替桥墩。这里，我们用到了一个科学探究方法——转换法，把横梁的抗弯曲能力转化为纸梁承受垫圈的个数。同时，我们还会用到对比法，核心是保证实验的其他条件相同，只改变我们要研究的那一种因素。先来进行梁的宽度与抗弯曲能力关系的实验。那么，应该控制哪些条件不变？怎样控制这些条件不变呢？
首先，梁的厚度不能改变，架设梁的时候梁的高度不变，梁的跨度也不能改变，也就是两个桥墩的距离要保持不变。在放置垫片时，放置的位置、方式都会影响能承载垫片的数量。因此，垫片要尽量放在纸梁中间，放置时要轻拿轻放。
怎样改变梁的宽度比较容易看出抗弯曲能力的变化呢？改变宽度要成倍数地改变，这样容易看出实验数据的变化。所以，我们将一张卡纸裁剪为长度相同，宽度分别为一倍宽、两倍宽、4倍宽的三张纸条。实验过程如下：先预测纸梁能承受多少个垫圈，将不同的纸梁放在桥墩上，在纸梁中部轻放垫圈，直到纸梁弯曲到接触桌面为止，重复三次。有同学想问，纸梁接触桌面时放的那个垫圈要不要计入数据呢？这个问题提得非常好，在放置最后一个垫圈时，纸梁接触桌面，说明纸梁已被压弯，所以最后一个垫圈不计入数据。边实验边记录，完成这张实验记录表格，现在让我们开始实验吧。