第二單元形狀與結構
一、抵抗彎曲
1．房屋、橋梁結構中有直立的「柱子」和橫放的「橫樑」，橫樑比柱子容易彎曲和斷裂，所以要提高橫樑的抗彎曲能力。
2．提高材料的抗彎曲能力，我們可以①增加材料的寬度②增加材料的厚度③改變材料的形狀。
3．增加紙的寬度，會增加抗彎曲能力；增加紙的厚度，會大大增加抗彎曲能力。
4．研究的問題：紙的寬度與抗彎曲能力的大小有關嗎？
實驗材料：兩疊書、三張a4紙、若干個墊圈
實驗假設：有關，紙越寬的抗彎曲能力越大
實驗步驟：①把兩疊書當作橋墩，放上一張紙，最多能承受幾個墊圈；②放兩張紙，最多能承受幾個墊圈；③放三張紙，最多能承受幾個墊圈；④比較結果，得出結論。
實驗中應控制不變的量： 紙的寬度 ；不變的量有： 橋墩的高度、寬度，每張紙的大小，每個墊圈的重量，紙被壓垮的程度。
在這個實驗中我們用承載墊圈的個數表示紙梁的抗彎曲能力。
二、形狀與抗彎曲能力
1．把薄板形材料彎折成「v」「l」「u」「t」或「工」字等形狀，雖然減少了材料的寬度但卻增加了材料的厚度，增加厚度是能大大增強材料抗彎曲能力的，在不增加材料的情況下這是乙個好辦法。
2．一般情況下橫樑是立著放的，因為橫樑立著放雖然減少材料寬度，但增加了厚度，大大增強了橫樑的抗彎曲能力。
3．簡答題：瓦楞紙板的結構為什麼能使柔軟的紙變堅硬了？答：因為瓦楞紙中間的結構是是w形，雖然減少了材料的寬度，但增加了厚度，就大大增強了材料的抗彎曲能力。
三、拱形的力量
1．簡答題：為什麼拱形可以承載很大的重量？
答：拱形承載重量時，能把壓力向下和向外傳遞給相鄰的部分，拱形各部分相互擠壓結合得更加緊密。拱形受壓會產生乙個向外推的力，抵住了這個力，拱就能承載很大的重量。
四、找拱形
1．圓頂形可以看成拱形的組合，它有拱形承載壓力大的優點，而且不產生向外的推力。
2．球形在各個方向上都可以看成拱形，這使得它比任何形狀都要堅固。（如手捏雞蛋不易碎）
3．塑料瓶的上部、底部為近似圓頂形，中部為圓柱形。最厚最硬的地方在瓶口，最薄最軟的地方在瓶身。
4．人體的頭骨近似於球形，可以很好的保護大腦；拱形的肋骨保衛著胸腔中的內臟；人的足骨構成乙個拱形——足弓，它可以更好的承載人體的重量。
5．生活中的拱形：肋骨、足弓、拱門，拱窗，拱橋
圓頂形：龜殼，貝殼
球形：蛋殼，果實，頭骨
6．同樣多的材料，做成空心的管狀比做成實心的棒狀要粗的多，而且任何方向的抗彎曲能力都相同，即重量輕、強度高。管狀的手臂骨、腿骨，植物的杆、莖，鋼管都是應用了這個原理。
五、做框架
1．像起重機架、輸電線鐵塔這樣骨架式的構造叫做框架結構。三角形框架具有穩定性的特點。
2．長方形框架、正方體框架加上斜桿起到了『推』和『拉』的作用，使框架不變形，把框架變成了兩個三角形，三角形具有穩定性，可以起到加固作用。
3．建造框架鐵塔要結實不變形並直立不倒。
六、建高塔
1．框架鐵塔結構特點：①上小下大②上輕下重③空氣阻力小。
2．框架結構的優點：可以用較少的材料構建巨大的物體，支撐起巨大的空間，框架結構以三角形為基本構造。
七、橋的形狀和結構
1．橋面在拱下方的拱橋：橋面低，與道路連線容易，方便通行。橋板拉住拱足，能抵消向外推的力，減少了橋墩的負擔。
2．鋼纜能承受巨大的拉力，人們用它們建造的鋼索橋，大大增加了橋的跨越能力。
3．鋼索橋的結構：由鋼纜、橋塔、橋面組成。鋼纜是橋承重的主要構件，橋塔是支承鋼纜的主要構件。
4．鋼索橋的橋塔越高越省力。因為橋塔修得高，是為了降低鋼纜的拉力。
5．決定橋的形狀和結構的主要因素是用途、材料和技術。橋的形狀和結構與它的功能是相適應的。
八、用紙造一座橋
1．用紙設計橋需考慮哪些問題：①紙這種材料的特性；②紙的承受力有什麼特點；③選擇形狀和結構。④用什麼方法增強紙的抗彎曲能力。
2．杭州灣跨海大橋全長36公里，其長度在目前世界上在建和己建的跨海大橋中位居第一。於2023年5月1日正式通車。
3．跨越長江的江陰大橋跨度達1385公尺。吊起橋面的主鋼纜，每根由兩萬多根鋼絲組成。鋼纜要承受6.4萬噸的拉力。
4．評價一座橋好壞的指標：①是否堅固；②是否節省材料；③是否美觀。
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