第二单元《形状与结构》课堂知识点总结答案

第二单元《形状与结构》课堂知识点总结答案
第二单元《形状与结构》课堂知识点总结
二、1、抵抗弯曲
237、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）。

238、房屋、桥梁结构中有（“柱”）和（“梁”），柱和梁容易弯曲。

239、增加梁的（宽度）可以增加抗弯曲能力，增加梁的（厚度）可以大大增加抗弯曲能力。

240、要增加抗弯曲能力，增加（厚度）比增加（宽度）更有效。

241、房屋的横梁一般都是（立着）放的。

242、（横梁抗弯曲能力）是建筑学上要研究的重要问题。

243、推测横梁抗弯曲能力与哪些因素有关？
答：我觉得横梁抗弯曲能力与以下因素有关：
①材料②材料的长短③材料的薄厚④材料的宽窄
244、横梁的横切面是什么形状的？是平着放的还是立着放的？请说明这样放的理由。

答：横梁的横切面是长方形的，是立着放的。

因为立着放等于是增加了梁的厚度，会大大提高梁的抗弯曲能力。

245、设计实验验证“纸粱的宽度与抗弯曲能力”有关吗？
实验材料：长度、厚度相同、宽度（分别为3厘米、6厘米、12厘米）不同的纸条，若干个垫圈，两叠书
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3厘米宽的纸条，最多能承受几个垫圈；
②放6厘米宽的纸条，最多能承受几个垫圈；
③放12厘米宽的纸条，最多能承受几个垫圈；
④比较结果，得出结论。

实验中应控制改变的量：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。

实验结论：纸的宽度增加，抗弯曲能力会增加。

246、设计实验验证“纸粱的厚度与抗弯曲能力”有关吗？
实验材料：长度、宽度相同、厚度不同的纸条（相同的纸条粘贴而成），若干个垫圈，两叠书
实验假设：有关，纸越厚的抗弯曲能力越大
实验步骤：
①把两叠书当作桥墩，放上一层的纸条，最多能承受几个垫圈；
②放两层的纸条，最多能承受几个垫圈；
③放四层的纸条，最多能承受几个垫圈；
④比较结果，得出结论。

实验中应控制改变的量：纸的厚度
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。

实验结论：纸的厚度增加，抗弯曲能力会大大增加。

二、2、形状与抗弯曲能力
247、改变材料的（形状），可以改变材料的抗弯曲能力。

248、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。

249、纸包装箱用的这种材料叫（瓦楞纸板）。

250、为什么有的钢材或铝材做成“T”“U”“L”“工”字或“口”字等形状？
答：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。

251、瓦楞纸板的结构为什么能使柔软的纸变坚硬了？
答：瓦楞纸板有三层或五层，中间一层或两层是波浪形的，这几层薄纸板黏合在一起形成一个整体。

也就是增加厚度的同时又改变了形状，这种结构使瓦楞纸板的强度大大增强。

所以，柔软的纸会变得坚硬。

252、实验：设计实验证明“形状与抗弯曲能力”有关吗？
实验材料：大小相同的纸3张（A4纸），双面胶或胶水，若干个垫圈，两叠书
实验假设：有关，改变纸的形状，可能改变纸的抗弯曲能力。

实验步骤：
①把两叠书当作桥墩，放上一张平展的纸，最多能承受几个垫圈；
②用同样的纸折成“槽型”、“波浪形”、“方形”、“圆形”等不同的形状，分别试验各种形状的纸最多能承受几个垫圈；
③比较结果，得出结论。

实验中应控制改变的量：纸的形状
不变的量有：架空的距离，每张纸的大小，放垫圈的位置，纸被压垮的程度等。

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。

实验结论：改变纸的形状，会改变纸的抗弯曲能力。

形状与抗弯曲能力的测试记录
二、3、拱形的力量
253、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。

254、抵住（拱足），能使拱的形状保持不变，拱就能承载
更大的重量。

255、简答：拱形承重的秘密是什么？
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。

256、古代城门为什么都做成拱形的？
答：古代城门都做成拱形，是因为拱形可以向下和向外传递承受的压力，能够承受很大的压力，不容易倒塌。

257、分析：柔软无力的纸，做成拱形怎么就变“坚硬”了？
答：柔软无力的纸做成拱形就变得“坚硬”是因为拱形可以向下和向外传递承受的压力，所以能够承受很大的压力。

258、问答：你已经做过纸拱了，怎样才能使纸拱承载更大的重量？
答：用东西抵住纸拱的拱足，纸拱就可以承载更大的重量。

259、你能解释西瓜拱为什么不垮吗？
答:西瓜拱不会垮是因为拱形承载重量时，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。

260、实验：测试纸拱的承重能力
实验器材：做拱形的纸、铁垫圈若干、两叠书
实验假设：将纸做成拱形后它能够承载更大的压力
实验过程：
1、把纸圈成一圈后松开，做成一个拱形，用铁垫圈测试一下它能
够承受多大的压力。

2、用两本书分别抵住两边的拱脚，使纸拱不会塌下来，测试一下它能够承受多大的压力。

3、用较多的书抵住脚拱。

再测量能够承受多少个垫圈。

实验结论：
将纸做成拱形后它能够承载更大的压力，而且拱形受压会产生一个向外推的力，抵住这个力，拱就能承载很大的重量。

二、4、找拱形
261．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）。

262．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）。

263．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）。

264．人体的结构非常巧妙。

头骨近似于（球形），可以很好的保护大脑；拱形的（肋骨）护卫着胸腔中的内脏；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。

265．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。

266、举例：生活中的拱形。

答：拱门、拱窗、拱桥（古城门，窑洞，赵州桥）、天文观测台、国家大剧院、悉尼歌剧院、奥运场馆等建筑物；锅盖、安全帽、乒乓球、灯泡、饮料瓶等生活用品。

267、举例：生物体中的拱形。

答：人的肋骨、足弓、头骨、手臂骨、腿骨等；龟壳、贝壳、（动物的卵）蛋壳等；果壳等。

268、简答：圆顶形承载压力有什么特点？
答：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。

269、简答：球形承载压力有什么特点？
答：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。

270、分析：塑料饮料瓶的形状设计包含着哪些科学道理？
答：塑料饮料瓶的形状设计中包含着许多圆弧形，正是这些圆弧形，使塑料瓶不容易变形。

271、分析：生物构造中的拱形结构对生物本身有什么意义？
答：生物构造中的拱形结构能够增强物体结构的牢固性，起到保护生物的作用。

272、实验：圆顶形和球形受力的特点
实验器材：三个对半剖开的乒乓球
实验假设：圆顶形和球形受力的特点跟拱形有关
实验过程：
1、观察对半剖开的乒乓球壳，通过“看”“捏”发现乒乓球壳本身不厚，较软。

2、将三个对半剖开的乒乓球扣在桌面上，然后在上面放上一大摞书。

3、用手捏压乒乓球，感受圆顶形和球形承受力的特点。

4、用纸条弯成拱形，演示说明几个相同的拱形可以拼成一个半圆形。

5、借助对圆顶形特点的理解，认识球形承受力的特点。

实验结论：
圆顶形和球形受力的特点跟拱形有关：圆顶形可以看成拱形的组合。

它有拱形承载压力大的特点，而且不产生向外推的力。

球形在各个方向上都可以看成拱形。

273、像铁塔这样（骨架式）的构造叫做框架结构。

274、长方形框架、正方体框架加上（斜杆）相当于里面有了三角形，可以起到（加固）作用。

275、三角形框架具有（稳定性）的特点，利用三角形框架可以（加固）框架结构。

276、三角形具有（稳定性），是唯一不会（变形）的形状，所以框架结构以三角架作为基本构造。

277、长方形框架中增加的斜杆能起到（推）、（拉）的作用，使框架不变形。

278、分析：大型框架结构的“小格子”是什么形状的？做出自己的解释。

答：大型框架结构的“小格子”是三角形的，因为三角形具有稳定性，是唯一不会变形的形状，所以框架结构以三角架作为基本构造。

279、分析：长方形框架中增加的斜杆能起到什么作用？
答：长方形框架中增加的斜杆能起到“推”、“拉”的作用，使框架不变形。

280、举例：生活中哪些地方使用了框架结构？
答：塔吊、过山车支架、信号塔、房架、高压输电铁塔、灯塔、巴黎的埃菲尔铁塔、国家体育馆——鸟巢、钻井铁架、生活中用来承重的三脚架等。

281、实验：做简单框架和正方体框架加固的实验。

实验器材：筷子、橡皮筋、剪子
实验假设：三角形框架的稳定性比四边形的强。

实验过程：
1、用三根筷子和橡皮筋做一个三角形框架，试一试稳定性。

2、用四根筷子和橡皮筋做一个四边形框架，试一试稳定性。

3、在四边形框架里面加两根斜杠，再试一试稳定性。

与不加斜杠时的框架比一比，
哪个坚固。

4、作一个正方体框架，试一试稳定性。

5、在正方体框架的每个面上都加两根斜杠试一试稳定性。

6、在正方体框架的每个面上都加两根直杠试一试稳定性。

7、比一比，4、5、6的不同情况，它们那种更坚固。

实验结论：
制作框架时，三角形比四边形更加稳定。

所能承受的压力也就会更大。

282、用（框架结构）可以建起很高的建筑而花费的材料却很少，
框架结构以（三角形）为基本构造。

283、框架铁塔结构特点：（①上小下大）、（②上轻下重）、（③空气阻力小）等。

284、要建造高大的铁塔，不但要做到（结实不变形），还要（保持直立不倒）。

285、框架结构的抗风能力比实体塔（强）。

286、高的铁塔会受到哪些力的作用？
答：高塔要承受本身的重量（重力）和其他重压（压力），还要承受侧面来的风的力量（风力）。

287、高塔的形状和结构中，是哪些特点使高塔不容易倒？
答：①高塔都上部小，下部大；②高塔底部占地面积比较大；③高塔大都是框架结构的；
④高塔都有一部分被埋在地下。

288、要想使物体不容易倒，我们可以用些什么办法？
答：我的方法是：①把物体做成上小下大；②把物体做成上轻下重；③加固底部；④增加底面积。

289、哪些特点使框架铁塔不容易倒？
答：框架铁塔结构特点：①上小下大、②上轻下重、③空气阻力小等。

290、实验：建造不容易倒的高塔。

实验器材：几个大小不同的塑料瓶、沙、吸管、胶带、水
实验过程：
1、学生利用自己准备的塑料瓶、沙、吸管、胶带和水制造一个自己认为坚固而且不
易倒的高塔。

2、改变上下的大小，轻重支撑的底面大小，然后用扇风的方法测试学生建的高塔的
抗风能力。

3、将各种情况下的抗风能力进行对比，看看哪种情况下的抗风能力最强。

实验结论：
框架上小下大、上轻下重、空气阻力小时它最不容易倒。

二、7、桥的形状和结构
291、桥面在拱下方的拱桥，桥板可以拉住（拱足），抵消拱（向外）的推力，减少了桥墩的负担。

桥面也比较( 低而且平坦)，方便通行。

292．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）。

293．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。

桥塔修得高，是为了（降低钢缆的拉力）。

294、桥梁有很多种（不同结构），有的桥梁把多种结构（合为一体）。

295、桥的形状和结构与它的（功能）是相适应的。

296、赵州桥桥拱的跨度是（37.02 ）米，是当今世界上跨径最大、建造最早的单孔敞肩型石拱桥。

297、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。

”
298、按照桥的（不同结构），可以把桥分为（梁桥）、（拱桥）、（拉索桥）、（浮桥）等四大基本类型。

299、人们用钢缆来建造（钢索桥），大大增加了桥的（跨越能力）。

300、江阴大桥跨度达（ 1385 ）米，一跨过江。

吊起桥面的主钢缆，每根都由两万多根钢丝组成。

钢缆要承受（ 6.4 ）万吨的拉力。

301、桥面在拱下方的拱桥有什么优点？
答：桥面在拱下方的拱桥，桥板可以拉住拱足，抵消拱向外的推力，减少了桥墩的负担。

桥面也比较低而且平坦，方便通行。

302、观察比较这些拱桥，它们有什么相同和不同，各有什么优点？
①②③④
答：相同：桥结构中都有拱形。

不同：建造材料、结构等不同，主要不同之处是桥拱与桥面的相对位置不同。

桥①的桥面在拱的下方，优点是：桥板可以拉住拱足，抵消拱向外的推力，减少了桥墩的负担。

桥面也比较低而且平坦，方便通行。

桥②③④的桥面在拱的上方，优点是：桥拱高，方便行船；比较美观。

303、观察钢索桥的结构，它有什么显著特点？
斜拉索桥悬索桥
答：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。

特点是：从结构上看是吊桥，即桥面被钢缆吊起来；从功能上看跨度很大；桥塔修得高，是为了降低钢缆的拉力。

304、桥塔为什么要修得那么高？
答：桥塔修得很高是为了降低钢缆的拉力。

305、下图是美国旧金山的金门大桥，观察并说说它使用了哪几种结构？这样做有什么好处？
答：金门大桥中使用了框架结构、拱形结构和钢索结构。

这样做的好处是：框架结构能增加桥梁的牢固性，并可以是节省材料；拱形结构能增加桥的抗压能力，耐用；钢索结构可以增大桥的横跨能力。

307、实践：观察家乡的桥，画出它的结构，并写一段介绍它的短文。

怎样描述一座桥：
用什么材料？
采用什么结构？
这种结构的优点？
跨度大约是多少？
它的作用是什么？
有什么特点等。

二、8、用纸造一座“桥”
308、设计和建造桥需要综合考虑许多因素，如（造桥的要求），（材料的特性和数量）、（形状和结构等）。

309、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。

310、简答：用纸造桥需考虑哪些问题？
答：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。

⑤各部分怎样分配材料。

⑥怎样牢固地连接各部分。

311、制作：用纸造一座“桥”。

制作材料：报纸35张、胶带、剪子、尺子、胶水
制作过程：
（1）研究用制造桥需要考虑的问题。

（2）设计桥的形状——连体双管桥、直管框架桥、三角形吊桥、加固槽型桥，并画出图形。

（3）根据自己设计的桥的形状自己动手造桥。

（4）介绍自己建造的桥的特点。

（5）在桥上放上一定的重物做实验，根据情况改变桥的结构和形状，尽量使桥变得更加牢固。

二、9、【资料库】
312、南京长江大桥上，横卧桥墩的巨大框架梁都是由横切面为（“工”）字形的刚才构成的。

322、“工”字形钢材不容易折弯，在（节约材料）的前提下，又有较大的（厚度）。

这就使“工”字形钢有很强的（抗弯曲能力），又比同样厚度的矩形钢（少）用许多钢材。

323、如果承受同样的重量，把钢材做成“工”字形，比做成矩形要节省钢材（一半）以上。

324、火车轨道用的钢轨是一种形状（稍微）变化了的（“工”）字形钢。

325、把钢材横切面做成一些特殊形状，这样的钢材叫做（型钢）。

除“工”字钢外，还有槽钢、角钢、“口”字形钢，等等。

326、许多植物的茎都是（空心）的，如竹子、水稻、芦苇以及许多小草。

动物身体中的很多骨头也是如此，如手臂骨和腿骨都是空心的。

327、同样多的材料，做成空心的管状比做成实心的棒状要（粗）得多，而且任何方向的抗弯曲能力都（相同）。