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1、四川大學(xué)附屬實驗小學(xué) 陳耀華 形狀與抗彎曲能力 紙梁的 寬度 與抗彎曲能 力的關(guān)系是怎樣的？紙梁的 厚 度 與抗彎曲能力的關(guān)系怎樣？ 要增加紙梁的抗彎曲能力，增 加紙梁的 寬度 與增加 厚度 ，哪 種方法更好 ？ 第二課 研究 條形材料 抗彎曲能力 與 形狀 的關(guān)系。 同學(xué)們，請隨畫面來到鋼材、 鋁材專賣店，看看這些不同 形狀的鋼材、鋁材。 了解條形建筑材料 常見的形狀結(jié)構(gòu) 角鋼 橫切面為 L形 U 槽鋼 U 橫切面為 U形 工 T 橫切面為 “ 工 ” 字形 橫切面為 T形 O 圓鋼管 橫切面為 O形 口 口形鋼條 方形鋼管 橫切面為

2、 “ 口 ” 字形 異型鋼 C M 異型鋼 橫切面為 C形 橫切面為 M形 M 為什么有的鋼材或鋁材做成 “ T”“ U”“ L”“ O”“ C” “ M” 或 “ 口 ” 子等形狀？ 這些形狀與抗彎曲能力有關(guān) 嗎？ 二、形狀與抗彎曲能力 這些形狀與抗彎曲有關(guān)嗎？ 我們用 平展的紙梁 和 折成鋼材形狀的紙梁 做實驗來研究形狀與 抗彎曲能力的關(guān)系 平展的紙梁 鋼材形狀的紙梁 探究 1 把 同樣的紙 折成下面的形狀當做紙橫梁， 測試和比較它們抗彎曲的能力。 形狀結(jié)構(gòu)是指能夠承受一 定外力作用，不會發(fā)生形 狀和大小改變的構(gòu)造 . 如果形狀改變了，說明它就 是垮塌了嗎

3、？也就是不能再 承受更大的力了是嗎？ 探究 1 研究題目 ： 我的推測： 實驗器材 ： 不改變的條件： 要改變的條件： 實驗計劃 改變紙橫梁的形狀能增強抗彎曲能力嗎？ 改變紙橫梁形狀，可以增大紙梁抗彎曲的能力 5張同樣大小、厚薄的紙；相同大小的金屬墊圈若干個 ；科學(xué)書兩本（或同樣高度的長方形文具盒）；雙面 膠；直尺一根 “ 橋墩 ” 的高度； “ 橋墩 ” 之間的距離；放重物的 位置；彎曲的標準。 紙橫梁的形狀 ： 高 度 不 變 每次改變 紙梁形狀 探究 1 金屬墊圈的個數(shù) 代表抗彎曲能力 1Ocm 每次紙梁接 觸桌面為準 每張紙只能使用一次， 不能

4、反復(fù)或合在一起使用。 紙的厚度、長度 和大小一樣 使紙碰到桌面的 那個重物不算 探究 1 紙的形狀與抗彎曲能力的測試記錄 形狀 抗彎曲能力 （ 承受螺帽 個數(shù) ） 我們 的 發(fā)現(xiàn) 一張平展的紙橫梁能承重多少 （ 1） 分析 每次紙梁接 觸桌面為準 用同樣的紙折成槽狀能承重多少（ 2） 分析 每次紙梁接 觸桌面為準 用同樣的紙折成 M狀能承重多少？（ 3） 分析 以紙梁變 形為準 用同樣的紙折成口字狀能承重多少（ 4） 分 析 以紙梁變 形為準 用同樣的紙折成 O形狀能承重多少？（ 5） 分析 以紙梁變 形為準 探究 1 紙的形狀與抗彎曲

5、能力的測試記錄 5 18 40 30 8 20 形狀 抗彎曲能力 （承受墊圈個數(shù)） 我們 的 發(fā)現(xiàn) 改變材料的形狀，可以 抵抗彎曲的能力。 各種形狀的紙梁比平板紙梁 抗彎曲能力大多少呢？ 改變薄形材料的形狀 紙 薄型材料 為什么改變形狀也能提高 材料的抗彎曲能力 增加了厚度 “ L” 形材料的哪一部 分 像平放的梁，立著 放了？ 減少了寬度減少了寬度 把薄形材料彎折成 “ V”“ L”“ U”“ T” 或“ 工 ” 字等形狀，雖 然減少了材料的寬度，但 卻增加了材料的厚度， 增 加厚度能大大增強 材料的抗彎曲能力 的。 三、瓦楞紙板的研究 琉

6、璃瓦 瓦楞紙板 紙包裝箱 紙包裝箱用的材 料叫 瓦楞紙板 探究 2 1、仔細觀察瓦楞紙板在 結(jié)構(gòu) 上有什么特點？ （厚薄、軟硬） 三層 三層 三層 五層 七層 九層 柔軟的紙怎么變堅硬了？ 改變材料的形狀，能提高 它抗彎曲的能力。 瓦楞紙板的研究 1、彎一彎：體驗抗彎曲能力有多大。 2、 拆一拆：觀察各部分的結(jié)構(gòu)、厚薄、 軟硬。 3、想一想：瓦楞紙板抗彎曲能力強的原 因是什么？ 我的解釋 瓦 楞 紙 瓦楞紙板一共有幾層？ 每層的厚薄、軟硬、 形狀如何？抗彎曲能力怎樣？ 把它剖開看看 它的結(jié)構(gòu)是怎樣的？各部分的軟硬、厚薄是怎樣的？ 硬、厚

7、平板 軟、薄 拱形 瓦楞紙板有特殊的構(gòu)造：中間 的 “ 楞 ” 是彎曲的， 好似一個 個連續(xù)的拱形把紙支撐起來， 并使它不會像普通紙那樣容易 彎曲。正是這種構(gòu)造使其抗彎 曲能力變得很大； 這樣的紙為 什么使柔軟的紙變堅硬了？ 瓦 楞紙不只是把紙單純地彎折， 也不是把紙單純地平粘增加厚 度，而是又折又黏合。 彎折 平粘、增加厚度 層狀結(jié)構(gòu) 瓦楞紙板的研究 1、彎一彎：體驗抗彎曲能力有多大。 很難彎折、彎曲度很小，很硬。 層狀結(jié)構(gòu) 2、 拆一拆：觀察各部分的結(jié)構(gòu)、厚薄、軟硬 硬紙板之間和軟的、彎曲的薄紙板粘貼成一層 層的 層狀結(jié)構(gòu) 。其內(nèi)在的瓦楞結(jié)構(gòu)類似拱形結(jié) 構(gòu) 3、想一

8、想：瓦楞紙板抗彎曲能力強的原因是 什么？ 有彎曲的撐起平板的 抗壓；有平板的和彎 曲的粘貼成幾層 增加厚度， 我的解釋 既改變了紙的形狀，又增加了紙的 厚度。 大型建筑屋頂結(jié)構(gòu) 角鋼 科學(xué)就在我們 的身邊 ,需要 大家多觀察多 思考。 在你身邊， 有哪些材料是 改變了形狀的 例子？ 方形鋼管 圓形鋼管 工字型鋼軌 相當于兩個槽型鋼、 四個 L型鋼 6、要提高材料的抗彎曲能力，可以增加材料的厚度，也可以 改變材料的形狀。（ ） 5、瓦楞紙板抗彎曲能力強弱與紙的厚度有關(guān)， 與其它因素?zé)o關(guān)。（ ） 3、大小相同的同一種紙，

9、做成不同形狀，它們抗彎曲的能力是 不同的。（ ） 2、改變材料的形狀，可以改變它抵抗彎曲的能力。（ ） 4、火車軌道用的鋼軌是一種形狀稍微變化了的 “ 工 ” 字形鋼。（ ） 1、增加厚度可以大大增加材料抗彎曲的能力。（ ） 閱讀資料庫資料 南京長江大橋 同樣多的材料制成空心管和 實心管，為什么粗空心管承 受的力大，細實心管承受的 力??？ 空心管的受力面積大，管的 四周都可受力。 而實心管的 受力面積很小，可以認為是 一個點或一條線在受力。 空心管受力面積大，可以認 為四周均勻受力，相互平衡， 這樣就可以承受很大的力。 空心管增大了抗彎和抗斷能 力，而且降低了自身重量， 所以粗的空心管能承受的力 比較大。 通過實驗探究，你知道了什么呢？ 2、改變的形狀不同，抗彎曲能 力也不同 1、改變形狀能提高材料的抗彎曲能力 同一薄型材料： 把同一薄型、不同形狀的材料疊在一起，大 大增加了其承重能力 增加厚度是能大大增強材料的 抗彎曲能力的 。 思考：下面這幅圖上的橋為什么要這樣 設(shè)計？