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第二单元形状与结构一、抵抗弯曲1．房屋、桥梁结构中有直立的“柱子”和横放的“横梁”，横梁比柱子容易弯曲和断裂，所以要提高横梁的抗弯曲能力。2．提高材料的抗弯曲能力，我们可以①增加材料的宽度②增加材料的厚度③改变材料的形状。3．增加纸的宽度，会增加抗弯曲能力；增加纸的厚度，会大大增加抗弯曲能力。4．研究的问题：纸的宽度与抗弯曲能力的大小有关吗？实验材料：两叠书、三张A4纸、若干个垫圈实验假设：有关，纸越宽的抗弯曲能力越大实验步骤：①把两叠书当作桥墩，放上一张纸，最多能承受几个垫圈；②放两张纸，最多能承受几个垫圈；③放三张纸，最多能承受几个垫圈；④比较结果，得出结论。实验中应控制不变的量：纸的宽度；不变的量有：桥墩的高度、宽度，每张纸的大小，每个垫圈的重量，纸被压垮的程度。在这个实验中我们用承载垫圈的个数表示纸梁的抗弯曲能力。二、形状与抗弯曲能力1．把薄板形材料弯折成“V”“L”“U”“T”或“工”字等形状，虽然减少了材料的宽度但却增加了材料的厚度，增加厚度是能大大增强材料抗弯曲能力的，在不增加材料的情况下这是一个好办法。2．一般情况下横梁是立着放的，因为横梁立着放虽然减少材料宽度，但增加了厚度，大大增强了横梁的抗弯曲能力。3．简答题：瓦楞纸板的结构为什么能使柔软的纸变坚硬了？答：因为瓦楞纸中间的结构是是W形，虽然减少了材料的宽度，但增加了厚度，就大大增强了材料的抗弯曲能力。三、拱形的力量1．简答题：为什么拱形可以承载很大的重量？答：拱形承载重量时，能把压力向下和向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压结合得更加紧密。拱形受压会产生一个向外推的力，抵住了这个力，拱就能承载很大的重量。四、找拱形1．圆顶形可以看成拱形的组合，它有拱形承载压力大的优点，而且不产生向外的推力。2．球形在各个方向上都可以看成拱形，这使得它比任何形状都要坚固。（如手捏鸡蛋不易碎）3．塑料瓶的上部、底部为近似圆顶形，中部为圆柱形。最厚最硬的地方在瓶口，最薄最软的地方在瓶身。4．人体的头骨近似于球形，可以很好的保护大脑；拱形的肋骨保卫着胸腔中的内脏；人的足骨构成一个拱形——足弓，它可以更好的承载人体的重量。5．生活中的拱形：肋骨、足弓、拱门，拱窗，拱桥圆顶形：龟壳，贝壳球形：蛋壳，果实，头骨6．同样多的材料，做成空心的管状比做成实心的棒状要粗的多，而且任何方向的抗弯曲能力都相同，即重量轻、强度高。管状的手臂骨、腿骨，植物的杆、茎，钢管都是应用了这个原理。五、做框架1．像起重机架、输电线铁塔这样骨架式的构造叫做框架结构。三角形框架具有稳定性的特点。2．长方形框架、正方体框架加上斜杆起到了‘推’和‘拉’的作用，使框架不变形，把框架变成了两个三角形，三角形具有稳定性，可以起到加固作用。3．建造框架铁塔要结实不变形并直立不倒。六、建高塔1．框架铁塔结构特点：①上小下大②上轻下重③空气阻力小。2．框架结构的优点：可以用较少的材料构建巨大的物体，支撑起巨大的空间，框架结构以三角形为基本构造。七、桥的形状和结构1．桥面在拱下方的拱桥：桥面低，与道路连接容易，方便通行。桥板拉住拱足，能抵消向外推的力，减少了桥墩的负担。2．钢缆能承受巨大的拉力，人们用它们建造的钢索桥，大大增加了桥的跨越能力。3．钢索桥的结构：由钢缆、桥塔、桥面组成。钢缆是桥承重的主要构件，桥塔是支承钢缆的主要构件。4．钢索桥的桥塔越高越省力。因为桥塔修得高，是为了降低钢缆的拉力。5．决定桥的形状和结构的主要因素是用途、材料和技术。桥的形状和结构与它的功能是相适应的。八、用纸造一座桥1．用纸设计桥需考虑哪些问题：①纸这种材料的特性；②纸的承受力有什么特点；③选择形状和结构。④用什么方法增强纸的抗弯曲能力。2．杭州湾跨海大桥全长36公里，其长度在目前世界上在建和己建的跨海大桥中位居第一。于2008年5月1日正式通车。3．跨越长江的江阴大桥跨度达1385米。吊起桥面的主钢缆，每根由两万多根钢丝组成。钢缆要承受6.4万吨的拉力。4．评价一座桥好坏的指标：①是否坚固；②是否节省材料；③是否美观。