师:同学们,今天我们讲课内容是八年级广州市教育研究院综合实验活动劳动主题五——桥梁搭建工程师。很早以前,人们就开始搭建桥梁,我国的桥梁建设在国际上颇负盛名。下面这两幅图,分别是广州市的海珠桥和著名的港珠澳大桥。接下来,我们来了解一下有关桥梁的知识。

  在这个主题里,我们要当一回小小的建筑师,研究一些常见的形状和结构,探究它们承受力的特点,了解人们是怎样巧妙利用这些形状和结构的。我们还要亲手制作一座桥,在制作过程中探究其中的奥妙,体验创造的快乐。

  我们的任务是:用一张柔薄柔软的报纸,在规定时间内,搭配少量胶带,搭建一座桥。要求桥能够跨越35厘米的“峡谷”,宽度大于10厘米,且能够承载200克重的“车辆”。关于这个任务,能不能随便就开始呢?是不是要先了解一下任务细节?我们来看一些同学的讨论,看看别人的观点对你有没有启发。

  我们的任务是做纸桥,做纸桥要考虑纸这种材料的特点。大家觉得纸有什么特点呢?

  生:我觉得纸质地较软,像我们手中的报纸一样,可以随意弯曲成各种形状。而且它容易受潮,受潮后承重能力就大打折扣,所以在潮湿天气要注意保存纸张。

  师:很好,那桥梁的结构有什么特点呢?

  生:我觉得要根据纸的特点选择桥梁的形状和结构,可以模仿现代桥梁弯曲的特点。

  师:具体应该怎么做呢?

  生:可以像模仿纸扇的形状那样一直折叠下去。不过,纸的稳定性并不是很强。

  师:杨紫琼,你有什么方法可以增强纸的稳定性?

  生:确实,纸的抗压能力不强,我们可以多叠几张纸来增强它的抗压能力,还可以多加几个支柱。

  师:刚才四位同学的讨论,我们可以简单归纳为四条:一、要考虑纸的材料特性;二、根据纸的特点选择形状和结构;三、了解纸的承受力特点;四、思考怎么增强抵抗弯曲的能力。通过简单讨论后,是不是就可以直接搭建了呢?并不是,我们还需要形成一个比较完整的设计方案。具体到设计环节,怎样设计我们的桥梁呢?我们可以参照下面的内容:桥需要的长宽尺寸、承重能力,怎样改变纸的形状和结构,需要应用到哪些科学原理。下面我们来看一段视频,了解一下搭建桥梁需要哪些科学知识。

  我国著名桥梁专家茅以升说过,桥梁是一种自古有之、最普遍而又最特殊的建筑物。人们为了生活和生产劳动的需要,建造了各种各样的桥,桥的变化史也是人类科学技术的发展史。这算是最原始的桥了,一棵大树横在小河上,只能供单人行走,平坦的桥面走起来方便多了。随着科学技术的发展,现代的桥梁越来越大,越建越漂亮。这些新建的大桥,不仅采用了最新的科学技术,而且造型更加美观,承重能力也更强。

  拱形在桥梁建筑上最常见,但拱桥的桥面都有一定的坡度,会给过桥带来某些不便,怎么办呢?人们在利用拱形的基础上,有的把平坦的桥面建在拱的上方,有的建在下方,它们各有优点,我们来研究一下。把一根锯条弯曲后用线绳固定住,你可以感觉到锯条弯曲后产生向外的推力,而且线绳被拉得紧紧的。这说明桥面在拱下方的拱桥,桥面可以拉住拱足,抵消拱产生的向外的推力,桥面被水平方向的力拉紧,还增加了桥面的抗弯曲能力。

  另外还有一种桥叫拉索桥,它分为斜拉桥和悬索桥,它们又各有什么优点呢?大家可以利用身边容易找到的材料,设计建造一座这样的桥试一试。

  看了桥梁形状和结构的视频,我们搭建纸桥,是不是模仿当今桥梁的外形,用纸简单搭和拼接就可以了呢?要更好地完成任务,我们还应该进一步了解搭建桥梁材料、细节方面的知识。我们用厚纸搭一座桥梁,测试一下子梁的厚薄怎样影响它的抗弯曲能力。把质量两端垫起来,以质量弯曲到接触桌面作为弯曲标准,用承载垫片的个数表示子梁的抗弯曲能力。下面我们来看这个实验。

  我们已经知道纸具有承受拉伸的能力,但它连自身重量都不能承受就弯曲了。这是一张厚一点的卡纸,它基本不怎么弯曲,在上面加几个垫圈试试。看来纸厚一点,它的抗弯曲能力就大一点。让我们增加卡纸的厚度再试试,同样多的垫圈,放在不同厚度的卡纸上,越厚的越不容易弯曲。如果让它们的弯曲程度都一样,你可以看出越厚的卡纸能承受的垫圈就越多。

  生活中,我们可以看到很多用增加厚度的办法来提高材料抗弯曲能力的例子。大家想过吗,为什么支撑桥面的梁总是立着放?不妨用直尺做个实验,就能发现其中的奥秘。

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《8年级下册综合实践 桥梁结构我了解 逐字稿-3,477字 第5版》.docx
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