高中物理人教版必修一 课题:桥梁的研究(共34页)
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“桥梁的研究”教学设计南昌二中于明敏【设计思想】本教学设计以新课程的三维目标为依据,重视学生的学习过程,体现“以学生为主体,以教师为主导”的新型师生关系,强化情感、态度与价值观的教育,发展学生的科学素养。
力图在教学中营造活跃、宽松的学习氛围,鼓励学生合作探究,为学生与学生、教师与学生的交流与合作创设更多的机会,也为教学活动中的“生成”搭建舞台。
【教材分析】高中新课程标准对学生的科学素养的培养提出了很高的要求,开展力所能及的课题研究对高中学生来说既是必要的也是可行的!生活中处处可见的桥梁正是个很好的研究课题。
教材的编者以此为课题正是个明智的选择。
学生观察了身边的很多桥梁,应该有足够的能力动手制作一个桥梁模型,这为老师组织一堂遇学于乐的研究性学习课提供了非常好的素材。
【学情分析】处于高一阶段的学生,其思维习惯中形象思维占的比例还比较大,逻辑思维的能力有待进一步的开发和提高;对于物理学科特定的研究方法和分析方法已有了一定的了解,但还不是非常的熟练,有待进一步地培养。
另外,现在的学生,自小玩具从来就是在商场里买,玩具的价格越来越贵,质量越来越好,动手能力锻炼得很少。
所以,学校教育就必须得力所能及地给学生在动手能力上加以培养。
【教学目标】1.知识与技能:(1)以“桥梁的研究”为例说明如何开展自主探究性学习;(2)会用力与平衡知识分析生活中的力学问题。
2.过程与方法:经历对学生课外制作的各个桥梁模型的实例分析,提高分析、解决问题能力,发展交流与合作能力;3.情感态度价值观:(1)假设自己是工程师,亲身体验利用物理知识解决现实问题所带来的愉悦感;(2)发展将物理知识应用于生活和生产实践的意识,以及勇于探究与日常生活有关的物理学问题的精神。
(3)学会发现身边的美,欣赏生活中的美,从而培养热爱家乡,立志建设好家乡的豪情! 【教学重点】引导学生用力与平衡的知识分析各个桥梁模型中的力学问题【教学难点】分析各个桥梁模型中的力学问题,并提出改进方案。
研究性学习报告课题:桥梁的研究学校:班级:姓名:研究时间:一、中国桥梁五十年回眸二、桥梁名人李春茅以升林同炎邓文中李国豪林元培冯泉钧三、桥梁知识点滴1、桥梁的分类按使用性分为公路桥、公铁两用桥、人行桥、机耕桥、过水桥等。
按承重构件受力情况可分为梁桥、板桥、拱桥、钢结构桥、吊桥、组合体系桥(斜拉桥、悬索桥)。
按使用年限可分为永久性桥、半永久性桥、临时桥。
按材料类型分为木桥、圬工桥、钢筋砼桥、预应力桥、钢桥。
2、桥梁结构知识一.桥梁的组成部分与各部分的作用根树干架在两岸就形成了一座最简单的单孔独木桥。
其所承受的重力(竖直的)或外力(竖直的或水平的),叫做荷载。
树干作为梁,起承受重力的作用,在桥梁上的学名就叫做承重结构。
二.上部结构近代桥梁由于所承受的载重和跨度都比较大,结构就比上面说的要复杂一点。
拿上部结构来说,如果承重结构是梁,就叫做主梁,可以用钢(钢板栗、钢箱梁、铜街梁)、钢筋混凝土(跨度不大时)或预应力混凝土做成。
承重结构如果是拱,就叫做主拱(多于一片拱时拱肋);如果是悬索,就叫做主索或大缆。
桥面设在承重结构上方的叫做上承式桥;桥面设在承重结构下方的叫做下承式桥(在两片(或数片)主梁之间用纵向的及横向的杆件,将两片很薄的主梁联成一个协性较大的空间结构,以抵抗横向的及纵向的力(风力、车辆摇摆力、线路在曲线上时的离心力等)。
这些联结杆件形成一个联结系统,叫做联结系。
于是上部结构便扩充为四个部分,即:1.桥面;2.桥道结构;3.承重结构及4.联结系。
三.下部结构荷载是通过上部结构的承重结构传递至下部结构的墩台顶面的。
为了使上部结构与下部结构的受力明确(在支点处力的作用位置明确),以便进行精确的力学计算,同时为了上部结构与下部结构之间的连接可靠,必须在上、下部结构之间有一个保证力的作用位置明确并且连接牢固的支点构造,这个支点构造就叫做支座。
对于梁式桥来说,由于荷载和温度的作用,梁都会发生变形。
这种变形在支座处有两种:一种是梁弯曲时的转动变形;一种是梁伸缩时的移动变形。
第1篇一、实验目的1. 了解桥梁设计的基本原理和结构;2. 掌握物理力学在桥梁设计中的应用;3. 通过实验验证桥梁结构的稳定性和承载能力。
二、实验原理桥梁设计涉及力学、材料学、结构工程等多个学科。
本实验以石拱桥为例,通过模拟实验,分析石料间的作用力,验证桥梁结构的稳定性和承载能力。
三、实验器材1. 石料:四块质量均为m的石料;2. 钢丝:用于连接石料;3. 弹簧测力计:用于测量石料间的作用力;4. 三角板:用于测量角度;5. 直尺:用于测量长度。
四、实验步骤1. 将四块石料按照题目要求摆放,其中第3、4块石料固定在地面上,每块石料对应的圆心角为30°;2. 使用钢丝连接石料,模拟桥梁结构;3. 使用弹簧测力计分别测量第1、2块石料间的作用力F12和第1、3块石料间的作用力F13;4. 记录实验数据;5. 分析实验结果,计算F12与F13的比值。
五、实验数据及处理1. 实验数据:F12 = 10NF13 = 30N2. 数据处理:比值 = F12 / F13 = 10N / 30N = 1/3六、实验结果与分析根据实验数据,第1、2块石料间的作用力与第1、3块石料间的作用力之比为1/3。
这表明,在石拱桥结构中,第1、2块石料间的作用力较小,而第1、3块石料间的作用力较大。
这符合石拱桥结构的力学原理,即石拱桥的承载能力主要来自于石料间的相互作用力。
七、实验结论通过本次实验,我们验证了石拱桥结构的稳定性和承载能力。
实验结果表明,石拱桥结构中,石料间的作用力分布与桥梁的承载能力密切相关。
在桥梁设计中,应充分考虑石料间的作用力,以确保桥梁的安全性。
八、实验心得1. 通过本次实验,我们了解了桥梁设计的基本原理和结构;2. 物理力学在桥梁设计中具有重要作用,实验验证了这一观点;3. 实验过程中,我们要注意数据的准确性和实验操作的规范性;4. 在实际工程中,桥梁设计需要综合考虑多种因素,确保桥梁的安全性和可靠性。
第1篇一、实验目的1. 了解桥梁结构的基本类型及其物理原理;2. 掌握桥梁结构力学分析的基本方法;3. 通过实验,验证桥梁结构在受力情况下的力学性能;4. 提高对桥梁结构设计、施工和检测的认识。
二、实验内容1. 桥梁结构类型及物理原理分析;2. 桥梁结构力学分析;3. 桥梁结构受力性能实验。
三、实验原理1. 桥梁结构类型及物理原理分析桥梁结构主要包括以下几种类型:梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥。
每种桥梁结构都有其独特的物理原理。
(1)梁桥:梁桥主要由梁、柱、基础等组成。
其物理原理主要是利用梁的弯曲变形来承受荷载,并通过柱和基础将荷载传递到地基。
(2)拱桥:拱桥主要由拱圈、拱脚、基础等组成。
其物理原理主要是利用拱圈的推力将荷载传递到地基,从而减小地基压力。
(3)斜拉桥:斜拉桥主要由主梁、斜拉索、桥塔、基础等组成。
其物理原理主要是利用斜拉索的拉力将主梁吊起,并通过桥塔和基础将荷载传递到地基。
(4)悬索桥:悬索桥主要由主缆、吊杆、主梁、桥塔、基础等组成。
其物理原理主要是利用主缆的悬吊作用,通过吊杆将荷载传递到桥塔和地基。
2. 桥梁结构力学分析桥梁结构力学分析主要包括以下内容:(1)静力分析:研究桥梁结构在静力荷载作用下的内力和变形;(2)动力分析:研究桥梁结构在动力荷载作用下的振动响应;(3)稳定性分析:研究桥梁结构在荷载作用下的稳定性。
3. 桥梁结构受力性能实验桥梁结构受力性能实验主要包括以下内容:(1)梁桥受力性能实验:通过加载梁桥,观察其变形和破坏情况;(2)拱桥受力性能实验:通过加载拱桥,观察其变形和破坏情况;(3)斜拉桥受力性能实验:通过加载斜拉桥,观察其变形和破坏情况;(4)悬索桥受力性能实验:通过加载悬索桥,观察其变形和破坏情况。
四、实验步骤1. 梁桥受力性能实验(1)搭建实验模型:根据实验要求,搭建梁桥模型;(2)加载:在梁桥模型上施加不同等级的荷载;(3)测量:测量梁桥在加载过程中的变形和破坏情况;(4)分析:分析梁桥受力性能,得出结论。