《形状与结构》教案

　　一、填空：

　　1.1、很多的房屋和桥梁是依靠直立的材料（柱子）和横放的材料（横梁）支撑的。它们受压时，横梁比柱子容易弯曲和断裂，所以横梁抗弯曲能力是建筑科学上要研究的重要问题。

　　1.2、材料长了容易弯曲，材料短了不容易弯曲。又宽又厚的大梁最不容易弯。

　　2.1、改变材料的形状，可以改变材料的抗弯曲能力。

　　2.2、纸包装箱用的材料叫瓦楞纸板。

　　2.3、把薄板形材料弯折成“v”“l”“u”“t”“工”字等形状，实际上都是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。

　　3.1、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，结合得更加紧密。

　　3.2、拱形受压会产生一个向外推的力，抵住这个力，拱就能承载很大的重量。

　　4.1、圆顶形可以看成拱形的组合。它有拱形承载压力大的特点，而且不产生向外推的力。

　　4.2、球形在各个方向上都可以看成拱形，这使得它比任何形状都要坚固。

　　4.3、人体的结构非常巧妙。人的头骨近似于球形，可以很好地保护大脑，拱形的肋骨护卫着胸腔中的内脏，人的足骨构成一个拱形——足弓，它可以更好地承载人体的重量。

　　4.4、赵州桥、天安门门洞是拱形的；安全帽、铝锅盖是圆顶形的；乒乓球、电灯泡是球形的。

　　5.1、像铁塔这样骨架式的构造叫做框架结构。

　　5.2、三角形框架具有稳定性的特点。在正方形框架中加斜杆是为了加固、稳定。

　　6.1、铁塔的结构特点是上小下大、上轻下重。上小下大、上轻下重的物体稳定性好。

　　7.1、桥帮助我们跨越江河、峡谷、道路和其他障碍，是我们生活中常见的建筑。

　　7.2、桥面在拱下方的拱桥，桥板拉住了拱足，抵消拱向外的推力，减少了桥墩的负担。桥面也比较低而且平坦，方便通行。

　　7.3、钢缆能承受巨大的拉力，人们用它建造钢索桥，大大增加了桥的跨越能力。

　　7.4、跨越长江的江阴大桥，跨度达1385米，一跨过江。

　　8.1、在南京长江大桥上，横卧桥墩的巨大框架梁都是由横切面为“工”字形的钢材构成的。

　　8.2、把钢材横切面做成一些特殊形状，这样的钢材叫做型钢。除了“工”字钢外，还有槽钢、角钢、“口”字形钢等。这些型钢的抗弯曲力都比同重量、同长度的钢条强。

　　8.3、许多植物的茎都是空心的，如竹子、水稻、芦苇以及一些小草。动物身体中的很多骨头也是如此，如手臂骨和腿骨都是空心的。

　　8.4、钢管重量轻，强度高，比同样多材料做成的钢棒能承受更大的力，所以建筑工地支架、自行车身都用管状材料而不用实心材料。

　　二、问答：

　　1.1、横梁抗弯曲能力与哪些因素有关？

　　答：①与材料有关，材料不同抗弯曲能力是不同的；②与长短有关，材料长了容易弯，材料短了不容易弯；③与材料的宽度和厚度有关，材料宽了或厚了不容易弯；④与材料的安放有关，材料立着放不容易弯。

　　1.2、观察纸的宽度与抗弯曲能力的关系时，哪些因素应保持相同？

　　答：架空的长度、放垫圈的位置、纸的厚度应该相同。

　　1.3、观察纸的宽度与抗弯曲能力的关系时，哪些因素应保持相同？

　　答：架空的长度、放垫圈的位置、纸的长宽应该相同。

　　2.1、为什么改变形状也能提高材料的抗弯曲能力？

　　答：在不增加材料的情况下，改变形状实际上都是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。

　　2.2、瓦楞纸的结构为什么能使柔软的纸变坚硬了？

　　答：瓦楞纸有三层和五层的，几层粘在一起，形成了一个整体，增加了厚度，所以会使纸变硬。

　　3.1、古代城门为什么都做成拱形？

　　答：城门做成拱形可以承载相当的重量而不垮，非常坚固。

　　4.1、拱形结构承载重力有什么特点？我们知道哪些拱形建筑？

　　答：①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，结合得更加紧密。②拱形受压会产生一个向外推的力，抵住这个力，拱就能承载很大的重量。

　　答：赵州桥、黄土高原的窑洞、天安门门洞等。

　　4.2、试解释圆顶形和球形承载压力的特点。

　　答：圆顶形可以看成拱形的组合。它有拱形承载压力大的特点，而且不产生向外推的力。

　　球形在各个方向上都可以看成拱形，这使得它比任何形状都要坚固。

　　4.3、试说明乌龟、蜗牛、河蚌等外壳形状对生物本身有什么作用？

　　答：这些外壳都是圆顶形或球形，承受压力能力强，对生物具有保护意义。

　　5.1、在正方形框架中加的斜杆起什么作用？组成大型框架结构的“小格子”一般是什么形？起什么作用？

　　答：起到推和拉的作用，使框架不变形。组成大型框架结构的“小格子”一般是三角形，三角形框架具有稳定性的特点。

　　5.2、生活中哪些地方用了框架结构？有什么好处？

　　答：起重机架、输电线铁塔、空调机室外机架、房架等。

　　好处：框架结构具有很强的支撑作用，而且花费的材料又很少。

　　6.1、哪些特点使铁塔不容易倒？

　　答：①框架铁塔上小下大、上轻下重，空气阻力小；②塔身用三角形结构提高牢固性；③在地下打基础，并把铁塔与基础相连，更使铁塔不容易倒。

　　8.1、为什么用“工”字形钢材？

　　答：①省材料；②增强抗弯曲能力。