我們認(rèn)識(shí)各種各樣的橋，我們古代勞動(dòng)人民依靠自己的聰明才智設(shè)計(jì)制造了各種各樣的橋梁，橋梁的最初功用是用來(lái)跨越江河的。如今，除了架在江河上的橋以外，還有架在十字路口的立交橋、人行天橋。這些橋不僅保證了道路的安全暢通，而且已成為現(xiàn)代城市的漂亮建筑。隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)代設(shè)計(jì)師和工人有設(shè)計(jì)造出了各種現(xiàn)代橋梁，我們一起來(lái)看看橋是怎樣發(fā)展的？
實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)：探究橋面的形狀和跨度與橋的承重能力之間的關(guān)系
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解橋梁的基本結(jié)構(gòu)和功能 2、了解物體的承受力與物體的形狀有關(guān) 3、通過(guò)手工DIY鍛煉孩子們的動(dòng)手能力。
實(shí)驗(yàn)認(rèn)知：世界上有許許多多的橋獨(dú)木橋、木橋、鐵索橋、拱橋、公路橋、鐵路橋、鋼架橋、斜拉橋、立交橋等。按建橋地點(diǎn)來(lái)分，可分成架在河面上的橋和架在陸地上的橋兩類。按建橋材料來(lái)分，可分成木橋、石橋、鐵橋、鋼筋混凝土橋等幾類。按橋的形態(tài)來(lái)分，可分成橋中間有橋墩的和沒(méi)橋墩的兩類。你知道世界上有哪些有名的橋？ 倫敦橋、美國(guó)金門大橋、中國(guó)江陰長(zhǎng)江大橋以及日本明石海峽橋等。
拱形承重的秘密：拱形承載重量時(shí)，能把壓力向下向外傳遞給相鄰的部分，拱形各部分相互擠壓，結(jié)合得更加嚴(yán)密。拱形受壓會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向外推的力，抵住這個(gè)力，拱就能承載很大的重量。
實(shí)驗(yàn)步驟：1）準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，紙板、螺母、固定紙板、橋墩紙卡、雙面膠、泡沫定位塊。2）把橋墩紙卡根據(jù)折痕折疊成橋墩并用雙面膠固定好形狀，再把兩個(gè)折疊好的橋墩固定在固定紙板的兩端，搭建好一個(gè)完整的橋墩。3）取一張長(zhǎng)紙板放在兩個(gè)橋墩之間，架一座筆直的橋梁，依次放上螺母或者其他重物，觀察橋梁的承重；再用一張長(zhǎng)紙板折成“凹”字形，放在橋墩之間，架起一座“凹”形橋，依次放上螺母或者其他重物，觀察橋梁的承重。4）取一張長(zhǎng)紙板做成拱形，支撐在橋墩之間，另取一張紙板架在橋墩上，搭建一座拱形橋，在橋中間依次放上重物，觀察橋的承重。5）取一張長(zhǎng)紙板折成兩個(gè)拱形支撐在橋墩之間，另取一張紙板架在橋墩上，搭建一座雙拱形橋，在橋中間依次放上重物，觀察橋的承重。6）用雙面膠分別把泡沫定位塊固定在橋墩的內(nèi)側(cè)，取有折痕的紙板折成“W”形狀架在橋墩上，依次放上重物觀察“W”橋的重能力；在“W”形紙板上再鋪上一張紙板，再在橋的中間放上重物，觀察橋的承重能力。
提示：粘貼橋墩時(shí)注意緊貼小河邊線；做拱形橋的紙張尺寸是固定的。
實(shí)驗(yàn)小結(jié)：實(shí)驗(yàn)小結(jié)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們可以看出“凹”形橋和直板橋承受的壓力都很小，“凹”字形橋面和直板橋面逐漸受壓時(shí)，兩邊的紙片會(huì)向里靠攏，最終倒塌。拱形橋面受到壓力時(shí)，橋面局部承載的力被分散到了整個(gè)橋面上，并且還會(huì)傳遞到拱形的兩端，因此拱形橋能夠承擔(dān)比至板橋更大的力量。這也可以證明為什么古代會(huì)出現(xiàn)各式各樣的拱橋，而有些至今仍在使用?！癢”形橋面就是在無(wú)限地分解力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以得出紙折的棱越多，那么其承受壓力的能力就越強(qiáng)。
知識(shí)拓展：我國(guó)古代石拱橋的杰出代表是舉世聞名的河北省趙縣的趙州橋（又稱安濟(jì)橋 該橋在隋大業(yè)初年（公元605年左 右）為李春所創(chuàng)建，是一座空腹式的圓弧形石拱橋，凈跨37m,寬9m，拱矢高度7.23m， 在拱圈兩肩各設(shè)有二個(gè)跨度不等的腹 拱，這樣既能減輕橋身自重，節(jié)省材料，又便于排洪、增加美觀，趙州橋的設(shè)計(jì)構(gòu)思和工藝的精巧，不僅在我國(guó)古橋是首屈一指，據(jù)世界橋梁的考證，像這樣的敞肩拱橋，歐洲到19世紀(jì)中期才出現(xiàn)，比我國(guó)晚了一千二百多年，趙州橋的雕刻藝術(shù)，包括欄板、望柱和鎖口石等，其上獅象龍獸形態(tài)逼真，琢工的精致秀麗，不愧為文物寶庫(kù)中的藝術(shù)珍品，我國(guó) 石拱橋的建造技術(shù)在明朝時(shí)曾流傳到日本等國(guó)，促進(jìn)了與世界各國(guó)人民的文化交流并增進(jìn)了友誼。
拱形結(jié)構(gòu)除了應(yīng)用于橋梁建筑外,也用于其他商業(yè)建筑。穹頂建筑就是依據(jù)拱形結(jié)構(gòu)跨度大、受力強(qiáng)的特點(diǎn)建筑而成的.而且拱形結(jié)構(gòu)受力均勻、分散、用來(lái)搭建農(nóng)棚，不但能夠抵擋風(fēng)雪侵襲，還有利于采光。
實(shí)驗(yàn)報(bào)告：中小學(xué)生手工DIY搭紙橋后，相互比一下誰(shuí)做的橋最有承載能力?
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