2026八年級物理下冊第8章力與運動跨學科實踐橋梁調查與模型制作習題課件新版蘇科版

第八章力與運動跨學科實踐橋梁調查與模型制作1.“超級工程”深中通道讓“東西兩岸”變為“大橋兩端”，深中大橋(如圖甲所示)是目前世界最大跨徑全離岸海中鋼箱梁懸索橋——主跨達1666m，加大兩邊邊跨，總跨達2826m。懸索橋的主要承重構件是懸索，懸索橋主要承受拉力，小德觀察了懸索橋后，想知道兩個拉力產生的作用效果與互成的角度有什么關系，于是他進行了下面的探究。【項目分解】(1)查閱資料；(2)項目設計；(3)實際應用。懸索橋，也被稱為吊橋，是一種橋梁類型，其主要特點是橋身通過兩條或幾條纜索懸吊在空中。這種纜索通常被錨固定于兩岸的索塔上，并通過吊桿將橋面吊起。在懸索橋中，吊桿起到將垂直載荷傳遞給纜索的作用，而加勁梁則主要負責承受風荷載和其他橫向水平力。索塔是懸索橋的一個重要支撐構件，它主要以受壓狀態工作。為了減小由于荷載引起的撓度和振動，通常在橋面和吊桿之間設置加勁梁，并與纜索形成一個組合體系，從而提高橋梁的整體穩定性和安全性。因此，懸索橋的設計需要考慮多種因素，包括纜索的幾何形狀、材料的選用以及如何有效地分配力和承擔重量，以達到安全可靠的承載能力。【設計方案】如圖乙，用兩個互成角度的彈簧測力計拉固定在木板上的橡皮筋，依據拉力與彈簧的伸長量成正比，當每次把橡皮筋拉到相同位置時，可以認為這兩個拉力產生的作用效果相同。【項目實施】(1)按照設計方案，小德用兩個大小相等的拉力拉同一根橡皮筋完成了實驗，將實驗結果記錄如下表：(拉力F是拉橡皮筋到達預定位置的力)角度/°0304560120拉力F1/N22.12.22.34拉力F2/N22.12.22.34拉力F/N4

①分析上表可知，兩個拉力F1與F2產生的作用效果與互成的角度有關，即當作用效果相同時，互成的角度越大，兩個拉力________(填“越大”或“越小”)。越大【點撥】由表格中的數據可知，兩個拉力F1與F2產生的作用效果與互成的角度有關，互成的角度越大，兩個拉力越大；②在上表中，當兩個拉力互成角度為0°時，拉力F1與F2之和與拉力F的大小________；當兩個拉力相等且互成180°時，此時F1與F2是一對________力，橡皮筋保持靜止狀態。相等【點撥】當兩個拉力互成角度為0°時，拉力F1與F2之和為4N，拉力F也為4N，即F＝F1＋F2；當兩個拉力相等且互成180°時，這兩個力大小相等，方向相反，作用在同一直線，作用在同一個物體上，是一對平衡力。平衡(2)以上實驗中一個力F和F1與F2兩個力產生的作用效果相同，物理中把F叫作F1與F2的合力，F1、F2叫作F的分力。有人說合力一定比任意一個分力大，根據上表數據你判斷這種說法是________的，請根據表格中的具體數據，舉例說明：___________________________________________________________。錯誤當兩個分力互成角度為120°時，分力的大小與合力的大小是相同的【點撥】由表中的數據可知，當互成角度為120°時，分力的大小與合力的大小是相同的，故“合力一定比任意一個分力大”是錯誤的；(3)根據實驗結果，請你提出在家中正確安裝晾衣架承重鋼絲(圖丙)的建議：_______________________________________________。考慮到兩根鋼絲的承拉能力，鋼絲間的夾角不宜過大【點撥】根據實驗結果可知，當合力大小不變時，兩個分力的夾角越大，兩個分力也越大，所以安裝圖丙所示的晾衣架時，要讓兩根承重鋼絲可以承受更大的拉力，應盡量使兩根鋼絲間的夾角小一些。返回2．[無錫期末]在學習“橋梁調查與模型制作”的跨學科實踐中，小榮和同學對無錫的橋梁進行了實地調查。如圖甲所示為古樸典雅的“無錫清名橋”，受文物保護，橫臥于古運河之上；如圖乙所示為現代時尚的蠡湖大橋，整體呈“WX”型，寓意無錫之名，橫跨于蠡湖之上；為深入了解橋梁的支撐方式和特點，他們制作了如圖丙所示的模型，來進行研究。結合你的實踐活動，回答下列問題。(1)對我國橋梁建設做出重大貢獻的科學家是________(填“錢學森”“袁隆平”或“茅以升”)。【點撥】茅以升是我國著名橋梁專家，主持修建了錢塘江大橋等諸多著名橋梁，對我國橋梁建設貢獻巨大；錢學森主要貢獻在航天等領域；袁隆平主要貢獻是雜交水稻研究，所以此處應選茅以升。茅以升(2)最古老的、有橋墩支撐的“梁橋”結構簡圖如圖丙A所示，相對于“梁橋”而言，“無錫清名橋”的優勢不包括________(填字母)。A．增加了船只的通行能力B．優化了受力結構C．簡化了施工難度

D．提升了泄洪能力C圖丙中的B拱橋模型測試中，當橋面重物質量達到一定程度后，會出現橋墩向________(填“外”或“內”)側移，同時塌陷的情況，所以清名橋需要進行“人流量限制”。外【點撥】

“無錫清名橋”是拱橋，與梁橋相比，拱橋能增加船只通行能力(拱洞可讓船只通過)，優化受力結構(將壓力分散)，提升泄洪能力(拱洞利于排水)；但拱橋施工難度比梁橋大，并不能簡化施工難度，故ABD不符合題意，C符合題意。在拱橋中，當橋面重物質量達到一定程度后，拱圈傳遞給橋墩的水平推力會增大，若超過橋墩的穩定極限，會使橋墩向外側移，同時可能塌陷。(3)依據橋梁的支撐方式，圖丙中的模型C屬于________橋。當有車輛駛入橋面時，斜拉索主要承受________力，橋塔主要承受________(后兩空均填“拉”或“壓”)力。斜拉拉壓【點撥】圖丙中模型C有斜拉索連接橋塔和橋面，屬于斜拉橋。當有車輛駛入橋面時，橋面受到向下的壓力，斜拉索要拉住橋面，主要承受拉力。橋塔要支撐斜拉索和橋面的重量，主要承受壓力。(4)結合你的實踐過程，請說出懸索橋相對于圖丙中模型C橋梁而言一個突出的優勢：__________________。返回【點撥】懸索橋跨度更大，懸索橋主要靠主纜承受拉力，能跨越更大的距離，相比斜拉橋，其在跨度方面優勢明顯。跨度更大(合理即可)3．我國高鐵領跑世界，一座座高鐵橋梁引發了小德無限的探究欲望。他查閱相關資料了解到：下垂量是衡量橋梁質量的一個重要標準。如圖甲所示，鋼梁向下彎曲偏離水平位置的距離h叫作下垂量。小德猜想：一根鋼梁的下垂量h可能與重物對鋼梁的壓力F、兩個支撐柱間的距離s這兩個因素有關，并進行如下實驗：(1)要探究“一根鋼梁的下垂量h與兩個支撐柱間距離s的關系”，他必須控制____________________一定，改變_________________。重物對鋼梁的壓力兩個支撐柱間距離(2)要探究“一根鋼梁的下垂量h與所受壓力F的關系”，必須控制兩根支撐柱間距離一定，記錄鋼梁受到不同壓力時的下垂量(忽略鋼梁自重的影響)，數據如表所示。實驗次數12345下垂量h/cm246.4810.4壓力F/N10002000320040005200①圖乙的坐標系中已經描出三個點，請根據第4、5次實驗數據繼續描點，并畫出下垂量h與所受壓力F關系的圖像。如圖所示②根據圖像可知