第二单元 形状与结构

第二单元形状与结构

1抵抗弯曲

1.房屋和桥梁都是依靠直立的材料（柱子）和横放的材料（横梁）支撑住的。

2.横梁比柱子容易弯曲。

3.增加厚度，能大大提高梁的抗弯曲能力。

4.立交桥能承受巨大的重力是因为在建筑中广泛采用了厚度很大的横梁。

5.要增加梁的抗弯曲能力，增加厚度比增加宽度更有效。

6.横梁的横切面是什么形状，是平放还是立着放的？为什么？

答：横梁的横切面是长方形，而且都是立着放的，因为立着放，虽然减小了宽度但却增加了厚度。要增加横梁的抗弯曲能力，增加厚度比增加宽度更有效。

7.设计一个实验证明改变纸的厚度可以增强它的抗弯曲能力

实验材料：1、规格相同的纸若干张。2、垫圈若干个。

3、高低相同的两个物体

变量：纸的厚度

不变量：1、纸的规格2、纸梁架空的距离3、放垫圈的位置

4、垫起得高度

5、弯曲的标准。

实验过程：（1）、把一张纸条架空在高低相同的两个物体上，放上垫

圈，观察纸梁的变化，记录垫圈的个数

（2）、用同样的方法，分别放上相同规格的纸2张、4张，

重复第（1）步的实验

（3）、比较上述纸梁的变化和垫圈的数量，

实验结论：增加纸的厚度能大大增强纸的抗弯曲能力

8、设计一个实验证明改变纸的宽度可以增强它的抗弯曲能力

实验材料：1、 1倍宽、2倍宽、4倍宽的A4纸。2、垫圈若干个。

3、高低相同的两个物体

变量：纸的宽度

不变量：1、纸长度和厚度2、纸梁架空的距离3、放垫圈的位置

4、纸梁垫起得高度

5、弯曲的标准

实验过程：（1）、把1倍宽的A4纸架空在高低相同的两个物体上，放

上垫圈，观察纸梁的变化，记录垫圈的个数

（2）、用同样的方法，分别放上2倍宽、4倍宽的A4纸重

复第一步的实验。

（3）、比较数据得出结论。

实验结论：增加纸的宽度度能增强纸的抗弯曲能力

2、形状与抗弯曲能力

1、不改变材料的长度，改变材料的形状，就能增加抗弯曲能力。

2、用不同形式改变薄形材料的“—”字形形状，都可以增大它的抗弯曲能力。

3、在改变纸的形状就可以增加抗弯曲能力的实验中，怎样测试才公平？实验的变量、不变量是什么？

答：要做到公平，实验控制不变的条件，即不变量是：

1、纸的规格、长、宽、厚不变

2. 纸梁垫起高度不变

3、纸梁架空的距离不变

4、放垫圈的位置不变

5、弯曲的标准不变

改变的条件: 纸的形状

4、为什么有的刚才或铝材做成“T、U、L、工、口”等形状，为什么改变形状能提高材料的抗弯曲能力？

答：把薄板形材料弯折成“T、U、L、工、口”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。

5、纸包装箱用的材料叫瓦楞纸板。

6、瓦楞纸板的结构有什么特点？为什么能使柔软的纸变坚硬？

答：瓦楞纸板由三层或五层薄板构成，中间一层或两层是波浪形的，这种结构使纸板的强度大大增加。比把三五层薄板平粘在一起强度大多了，瓦楞纸板的强度在横向和纵向两个方向上是不一样的，在横向上强度更大一些。（中间波浪形可以增加厚度）

7、设计一个实验证明改变纸的形状可以增强它的抗弯曲能力

实验材料：1、规格相同的纸若干张。2、垫圈若干个。

3、高低相同的两个物体

变量：纸的形状

不变量：1、纸的规格2、纸梁架空的距离3、放垫圈的位置

4、垫起得高度

5、弯曲的标准

实验过程：（1）、把一张纸条架空在高低相同的两个物体上，放上垫

圈，观察纸梁的变化，记录垫圈的个数

（2）、用同样的方法，把相同规格的纸弯折成“U、 L、 W、O”等不同形状，放上垫圈，观察记录

（3）、比较上述纸梁的变化和垫圈的数量，

实验结论：改变纸的形状能增强纸的抗弯曲能力

3、拱形的力量

1、拱形结构又叫推力结构，是所有结构中唯一产生外推力的结构。

2、柔然无力的纸，做成拱形就变坚固了。

3、赵州桥是我国现存最完整的石拱桥。

5、拱能承受较大的压力，随着压力增大，拱开始慢慢变形。

6、怎样使纸拱的形状保持不变？

答：要使拱的形状保持不变，必须使拱足能抵住纸拱的外推力。

7、为什么桥要做成拱形？

答：因为拱形能承受巨大的压力，将桥建成拱形，就是为了使桥更加

坚固，承受更大的压力。

8、为什么拱形能承重（拱形承重的秘密|或特点）？

答：拱形承载重量时，能把压力向下向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压，结合的更加紧密。拱形受压会产生一个向外推得力，抵住这个力，拱就能承载很大的重量。

9、拱形的建筑有：

黄土高原窑洞、古代的拱门、现代拱形屋顶

悉尼歌剧院、中国国家大剧院

10、拱桥坚固的秘密（西瓜皮拱为什么不会垮）？

拱形承载重量时，能把压力向下向外传递给相邻的部分，各部分相互挤压，结合的更加紧密。所以拱形桥牢固不会垮。

4、找拱形

1、圆弧形的物体与拱形相似的特点是

都可以承受更大娥压力。

2、圆顶形与拱形有那些相似的地方？试解释圆顶形承载压力的特点？

圆顶形可以看成拱形的组合。它有拱形承载压力大的特点，而且不产生向外的推力。

3、球形与拱形有那些相似的地方？试着解释球形承载压力的特点？

球形在各个方向上都可以看成拱形，任何一个地方受力，力都可以向四周均匀的分散开来,这使得它比任何形状都要坚固。

4、塑料瓶上的拱形结构