2026八年级物理下册第8章力与运动跨学科实践桥梁调查与模型制作习题课件新版苏科版

第八章力与运动跨学科实践桥梁调查与模型制作1.“超级工程”深中通道让“东西两岸”变为“大桥两端”，深中大桥(如图甲所示)是目前世界最大跨径全离岸海中钢箱梁悬索桥——主跨达1666m，加大两边边跨，总跨达2826m。悬索桥的主要承重构件是悬索，悬索桥主要承受拉力，小德观察了悬索桥后，想知道两个拉力产生的作用效果与互成的角度有什么关系，于是他进行了下面的探究。【项目分解】(1)查阅资料；(2)项目设计；(3)实际应用。悬索桥，也被称为吊桥，是一种桥梁类型，其主要特点是桥身通过两条或几条缆索悬吊在空中。这种缆索通常被锚固定于两岸的索塔上，并通过吊杆将桥面吊起。在悬索桥中，吊杆起到将垂直载荷传递给缆索的作用，而加劲梁则主要负责承受风荷载和其他横向水平力。索塔是悬索桥的一个重要支撑构件，它主要以受压状态工作。为了减小由于荷载引起的挠度和振动，通常在桥面和吊杆之间设置加劲梁，并与缆索形成一个组合体系，从而提高桥梁的整体稳定性和安全性。因此，悬索桥的设计需要考虑多种因素，包括缆索的几何形状、材料的选用以及如何有效地分配力和承担重量，以达到安全可靠的承载能力。【设计方案】如图乙，用两个互成角度的弹簧测力计拉固定在木板上的橡皮筋，依据拉力与弹簧的伸长量成正比，当每次把橡皮筋拉到相同位置时，可以认为这两个拉力产生的作用效果相同。【项目实施】(1)按照设计方案，小德用两个大小相等的拉力拉同一根橡皮筋完成了实验，将实验结果记录如下表：(拉力F是拉橡皮筋到达预定位置的力)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，两个拉力F1与F2产生的作用效果与互成的角度有关，即当作用效果相同时，互成的角度越大，两个拉力________(填“越大”或“越小”)。越大【点拨】由表格中的数据可知，两个拉力F1与F2产生的作用效果与互成的角度有关，互成的角度越大，两个拉力越大；②在上表中，当两个拉力互成角度为0°时，拉力F1与F2之和与拉力F的大小________；当两个拉力相等且互成180°时，此时F1与F2是一对________力，橡皮筋保持静止状态。相等【点拨】当两个拉力互成角度为0°时，拉力F1与F2之和为4N，拉力F也为4N，即F＝F1＋F2；当两个拉力相等且互成180°时，这两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线，作用在同一个物体上，是一对平衡力。平衡(2)以上实验中一个力F和F1与F2两个力产生的作用效果相同，物理中把F叫作F1与F2的合力，F1、F2叫作F的分力。有人说合力一定比任意一个分力大，根据上表数据你判断这种说法是________的，请根据表格中的具体数据，举例说明：___________________________________________________________。错误当两个分力互成角度为120°时，分力的大小与合力的大小是相同的【点拨】由表中的数据可知，当互成角度为120°时，分力的大小与合力的大小是相同的，故“合力一定比任意一个分力大”是错误的；(3)根据实验结果，请你提出在家中正确安装晾衣架承重钢丝(图丙)的建议：_______________________________________________。考虑到两根钢丝的承拉能力，钢丝间的夹角不宜过大【点拨】根据实验结果可知，当合力大小不变时，两个分力的夹角越大，两个分力也越大，所以安装图丙所示的晾衣架时，要让两根承重钢丝可以承受更大的拉力，应尽量使两根钢丝间的夹角小一些。返回2．[无锡期末]在学习“桥梁调查与模型制作”的跨学科实践中，小荣和同学对无锡的桥梁进行了实地调查。如图甲所示为古朴典雅的“无锡清名桥”，受文物保护，横卧于古运河之上；如图乙所示为现代时尚的蠡湖大桥，整体呈“WX”型，寓意无锡之名，横跨于蠡湖之上；为深入了解桥梁的支撑方式和特点，他们制作了如图丙所示的模型，来进行研究。结合你的实践活动，回答下列问题。(1)对我国桥梁建设做出重大贡献的科学家是________(填“钱学森”“袁隆平”或“茅以升”)。【点拨】茅以升是我国著名桥梁专家，主持修建了钱塘江大桥等诸多著名桥梁，对我国桥梁建设贡献巨大；钱学森主要贡献在航天等领域；袁隆平主要贡献是杂交水稻研究，所以此处应选茅以升。茅以升(2)最古老的、有桥墩支撑的“梁桥”结构简图如图丙A所示，相对于“梁桥”而言，“无锡清名桥”的优势不包括________(填字母)。A．增加了船只的通行能力B．优化了受力结构C．简化了施工难度

D．提升了泄洪能力C图丙中的B拱桥模型测试中，当桥面重物质量达到一定程度后，会出现桥墩向________(填“外”或“内”)侧移，同时塌陷的情况，所以清名桥需要进行“人流量限制”。外【点拨】

“无锡清名桥”是拱桥，与梁桥相比，拱桥能增加船只通行能力(拱洞可让船只通过)，优化受力结构(将压力分散)，提升泄洪能力(拱洞利于排水)；但拱桥施工难度比梁桥大，并不能简化施工难度，故ABD不符合题意，C符合题意。在拱桥中，当桥面重物质量达到一定程度后，拱圈传递给桥墩的水平推力会增大，若超过桥墩的稳定极限，会使桥墩向外侧移，同时可能塌陷。(3)依据桥梁的支撑方式，图丙中的模型C属于________桥。当有车辆驶入桥面时，斜拉索主要承受________力，桥塔主要承受________(后两空均填“拉”或“压”)力。斜拉拉压【点拨】图丙中模型C有斜拉索连接桥塔和桥面，属于斜拉桥。当有车辆驶入桥面时，桥面受到向下的压力，斜拉索要拉住桥面，主要承受拉力。桥塔要支撑斜拉索和桥面的重量，主要承受压力。(4)结合你的实践过程，请说出悬索桥相对于图丙中模型C桥梁而言一个突出的优势：__________________。返回【点拨】悬索桥跨度更大，悬索桥主要靠主缆承受拉力，能跨越更大的距离，相比斜拉桥，其在跨度方面优势明显。跨度更大(合理即可)3．我国高铁领跑世界，一座座高铁桥梁引发了小德无限的探究欲望。他查阅相关资料了解到：下垂量是衡量桥梁质量的一个重要标准。如图甲所示，钢梁向下弯曲偏离水平位置的距离h叫作下垂量。小德猜想：一根钢梁的下垂量h可能与重物对钢梁的压力F、两个支撑柱间的距离s这两个因素有关，并进行如下实验：(1)要探究“一根钢梁的下垂量h与两个支撑柱间距离s的关系”，他必须控制____________________一定，改变_________________。重物对钢梁的压力两个支撑柱间距离(2)要探究“一根钢梁的下垂量h与所受压力F的关系”，必须控制两根支撑柱间距离一定，记录钢梁受到不同压力时的下垂量(忽略钢梁自重的影响)，数据如表所示。实验次数12345下垂量h/cm246.4810.4压力F/N10002000320040005200①图乙的坐标系中已经描出三个点，请根据第4、5次实验数据继续描点，并画出下垂量h与所受压力F关系的图像。如图所示②根据图像可知