第二单元《形状与结构》课堂知识点总结
二、1、抵抗弯曲
237、房屋、桥梁结构中有直立的“柱子”和横放的“横梁”，横梁比柱子容易（ 弯曲 ）和（ 断裂 ），所以要提高横梁的（ 抗弯曲能力 ）。
238、房屋、桥梁结构中有（“ 柱”）和（“ 梁”），柱和梁容易弯曲。
239、增加梁的（ 宽度 ）可以增加抗弯曲能力，增加梁的（ 厚度 ）可以大大增加抗弯曲能力。
240、要增加抗弯曲能力，增加（ 厚度 ）比增加（ 宽度 ）更有效。 241、房屋的横梁一般都是（ 立着 ）放的。
242、（ 横梁抗弯曲能力 ）是建筑学上要研究的重要问题。 243、推测横梁抗弯曲能力与哪些因素有关？ 答：我觉得横梁抗弯曲能力与以下因素有关：
①材料 ②材料的长短 ③材料的薄厚 ④材料的宽窄
244、横梁的横切面是什么形状的？是平着放的还是立着放的？请说明这样放的理由。 答：横梁的横切面是长方形的，是立着放的。因为立着放等于是增加了梁的厚度，会大大提高梁的抗弯曲能力。
245、设计实验验证“纸粱的宽度与抗弯曲能力”有关吗？
实验材料：长度、厚度相同、宽度（分别为3厘米、6厘米、12厘米）不同的纸条，若干
个垫圈，两叠书
实验假设：有关，纸越宽的抗弯曲能力越大 实验步骤：
①把两叠书当作桥墩，放上3厘米宽的纸条，最多能承受几个垫圈； ②放6厘米宽的纸条，最多能承受几个垫圈； ③放12厘米宽的纸条，最多能承受几个垫圈； ④比较结果，得出结论。 实验中应控制改变的量： 纸的宽度 ；
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不变的量有： 桥墩的高度、宽度，每张纸的大小，每个垫圈的重量，纸被压
垮的程度。
在这个实验中我们用承载垫圈的个数表示纸梁的抗弯曲能力。 实验结论：纸的宽度增加，抗弯曲能力会增加。
246、设计实验验证“纸粱的厚度与抗弯曲能力”有关吗？
实验材料： 长度、宽度相同、厚度不同的纸条（相同的纸条粘贴而成），若干个垫圈，两叠书
实验假设：有关，纸越厚的抗弯曲能力越大 实验步骤：
①把两叠书当作桥墩，放上一层的纸条，最多能承受几个垫圈； ②放两层的纸条，最多能承受几个垫圈； ③放四层的纸条，最多能承受几个垫圈； ④比较结果，得出结论。 实验中应控制改变的量：纸的厚度
不变的量有：桥墩的高度、宽度，每张纸的大小，每个垫圈的重量，纸被压垮
的程度。
在这个实验中我们用承载垫圈的个数表示纸梁的抗弯曲能力。 实验结论：纸的厚度增加，抗弯曲能力会大大增加。
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二、2、形状与抗弯曲能力
247、改变材料的（ 形状 ），可以改变材料的抗弯曲能力。
248、把薄板形材料弯折成“V”“L”“U”“T”或“工”字等形状，虽然减少了材料的（ 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。 249、纸包装箱用的这种材料叫（ 瓦楞纸板 ）。
250、为什么有的钢材或铝材做成“T”“U”“L”“工”字或“口”字等形状？ 答：把薄板形材料弯折成“V”“L”“U”“T”或“工”字等形状，虽然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。 251、瓦楞纸板的结构为什么能使柔软的纸变坚硬了？
答：瓦楞纸板有三层或五层，中间一层或两层是波浪形的，这几层薄纸板黏合在一起形成一个整体。也就是增加厚度的同时又改变了形状，这种结构使瓦楞纸板的强度大大增强。所以，柔软的纸会变得坚硬。
252、实验：设计实验证明“形状与抗弯曲能力”有关吗？
实验材料： 大小相同的纸3张（A4纸），双面胶或胶水，若干个垫圈，两叠书 实验假设：有关，改变纸的形状，可能改变纸的抗弯曲能力。 实验步骤：
①把两叠书当作桥墩，放上一张平展的纸，最多能承受几个垫圈；
②用同样的纸折成“槽型”、“波浪形”、“方形”、“圆形”等不同的形状，分别试验各种形状的纸最多能承受几个垫圈；
③比较结果，得出结论。 实验中应控制改变的量：纸的形状
不变的量有：架空的距离，每张纸的大小，放垫圈的位置，纸被压垮的程度等。
在这个实验中我们用承载垫圈的个数表示纸梁的抗弯曲能力。 实验结论：改变纸的形状，会改变纸的抗弯曲能力。
形状与抗弯曲能力的测试记录
形状 抗弯曲能力 2 5
3
10 8 13 二、3、拱形的力量
253、拱形承载重量时，能把压力（ 向下 ）和（ 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。拱形受压会产生一个向（ 外 ）推的力，抵住了这个力，拱就能承载很大的重量。
254、抵住（ 拱足 ），能使拱的形状保持不变，拱就能承载更大的重量。
255、简答：拱形承重的秘密是什么？ 答：拱形承载重量时，能把压力向下和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。拱形受压会产生一个向外推的力，抵住了这个力，拱就能承载很大的重量。 256、古代城门为什么都做成拱形的？
答：古代城门都做成拱形，是因为拱形可以向下和向外传递承受的压力，能够承受很大的压力，不容易倒塌。
257、分析：柔软无力的纸，做成拱形怎么就变“坚硬”了？
答：柔软无力的纸做成拱形就变得“坚硬”是因为拱形可以向下和向外传递承受的压力，所以能够承受很大的压力。
258、问答：你已经做过纸拱了，怎样才能使纸拱承载更大的重量？
答：用东西抵住纸拱的拱足，纸拱就可以承载更大的重量。
259、你能解释西瓜拱为什么不垮吗？
答:西瓜拱不会垮是因为拱形承载重量时，能把压力向下和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。拱形受压会产生一个向外推的力，抵住了这个力，拱就能承载很大的重量。
260、实验：测试纸拱的承重能力
实验器材：做拱形的纸 、铁垫圈若干、两叠书 实验假设：将纸做成拱形后它能够承载更大的压力 实验过程：
1、把纸圈成一圈后松开，做成一个拱形，用铁垫圈测试一下它能够承受多大的压力。 2、用两本书分别抵住两边的拱脚，使纸拱不会塌下来，测试一下它能够承受多大的压力。
3、用较多的书抵住脚拱。再测量能够承受多少个垫圈。 实验结论：
将纸做成拱形后它能够承载更大的压力，而且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。
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二、4、找拱形
261．圆顶形可以看成（ 拱形 ）的组合，它有拱形承载压力大的优点，而且不产生（ 向外的推力 ）。
262．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）。 263．塑料瓶的上部、底部为近似（ 圆顶形 ），中部为（ 圆柱形 ）。最厚最硬的地方在（ 瓶口 ），最薄最软的地方在（ 瓶身 ）。
2．人体的结构非常巧妙。头骨近似于（ 球形 ），可以很好的保护大脑；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，它可以更好的承载人体的重量。
265．同样多的材料，做成空心的管状比做成实心的棒状要（ 粗 ）的多，而且任何方向的（ 抗弯曲力 ）都相同，即重量轻、强度高。管状的手臂骨、腿骨，植物的杆、茎，钢管都是应用了这个原理。 266、举例：生活中的拱形。
答：拱门、拱窗、拱桥（古城门，窑洞，赵州桥）、天文观测台、国家大剧院、悉尼歌剧院、奥运场馆等建筑物；锅盖、安全帽、乒乓球、灯泡、饮料瓶等生活用品。 267、举例：生物体中的拱形。
答：人的肋骨、足弓、头骨、手臂骨、腿骨等；龟壳、贝壳、（动物的卵）蛋壳等；果壳等。
268、简答：圆顶形承载压力有什么特点？
答：圆顶形可以看成拱形的组合，它有拱形承载压力大的优点，而且不产生向外的推力。 269、简答：球形承载压力有什么特点？
答：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。 270、分析：塑料饮料瓶的形状设计包含着哪些科学道理？
答：塑料饮料瓶的形状设计中包含着许多圆弧形，正是这些圆弧形，使塑料瓶不容易变形。 271、分析：生物构造中的拱形结构对生物本身有什么意义？
答：生物构造中的拱形结构能够增强物体结构的牢固性，起到保护生物的作用。
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272、实验：圆顶形和球形受力的特点 实验器材： 三个对半剖开的乒乓球 实验假设：圆顶形和球形受力的特点跟拱形有关 实验过程：
1、观察对半剖开的乒乓球壳，通过“看”“捏 ”发现乒乓球壳本身不厚，较软。 2、将三个对半剖开的乒乓球扣在桌面上，然后在上面放上一大摞书。 3、用手捏压乒乓球，感受圆顶形和球形承受力的特点。
4、用纸条弯成拱形，演示说明几个相同的拱形可以拼成一个半圆形。 5、借助对圆顶形特点的理解，认识球形承受力的特点。 实验结论：
圆顶形和球形受力的特点跟拱形有关：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。
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二、5、做框架
273、像铁塔这样（ 骨架式 ）的构造叫做框架结构。
274、长方形框架、正方体框架加上（ 斜杆 ）相当于里面有了三角形，可以起到（ 加固 ）作用。
275、三角形框架具有（ 稳定性 ）的特点，利用三角形框架可以（ 加固 ）框架结构。 276、三角形具有（ 稳定性 ），是唯一不会（ 变形）的形状，所以框架结构以三角架作为基本构造。
277、长方形框架中增加的斜杆能起到（ 推 ）、（ 拉 ）的作用，使框架不变形。
278、分析：大型框架结构的“小格子”是什么形状的？做出自己的解释。
答：大型框架结构的“小格子”是三角形的，因为三角形具有稳定性，是唯一不会变形的形状，所以框架结构以三角架作为基本构造。
279、分析：长方形框架中增加的斜杆能起到什么作用？
答：长方形框架中增加的斜杆能起到“推”、“拉”的作用，使框架不变形。
280、举例：生活中哪些地方使用了框架结构？
答：塔吊、过山车支架、信号塔、房架、高压输电铁塔、灯塔、巴黎的埃菲尔铁塔、国家体育馆——鸟巢、钻井铁架、生活中用来承重的三脚架等。
281、实验：做简单框架和正方体框架加固的实验。 实验器材： 筷子、橡皮筋、剪子
实验假设：三角形框架的稳定性比四边形的强。 实验过程：
1、用三根筷子和橡皮筋做一个三角形框架，试一试稳定性。 2、用四根筷子和橡皮筋做一个四边形框架，试一试稳定性。
3、在四边形框架里面加两根斜杠，再试一试稳定性。与不加斜杠时的框架比一比，哪个坚固。
4、作一个正方体框架，试一试稳定性。
5、在正方体框架的每个面上都加两根斜杠试一试稳定性。 6、在正方体框架的每个面上都加两根直杠试一试稳定性。 7、比一比，4、5、6的不同情况，它们那种更坚固。 实验结论：
制作框架时，三角形比四边形更加稳定。所能承受的压力也就会更大。
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二、6、建高塔
282、用（ 框架结构 ）可以建起很高的建筑而花费的材料却很少，框架结构以（ 三角形 ）为基本构造。
283、框架铁塔结构特点：（ ①上小下大 ）、（ ②上轻下重 ）、（ ③空气阻力小 ）等。 284、要建造高大的铁塔，不但要做到（ 结实不变形 ），还要（ 保持直立不倒 ）。 285、框架结构的抗风能力比实体塔（ 强 ）。 286、高的铁塔会受到哪些力的作用？
答：高塔要承受本身的重量（重力）和其他重压（压力），还要承受侧面来的风的力量（风力）。
287、高塔的形状和结构中，是哪些特点使高塔不容易倒？
答：①高塔都上部小，下部大； ②高塔底部占地面积比较大； ③高塔大都是框架结构的；④高塔都有一部分被埋在地下。
288、要想使物体不容易倒，我们可以用些什么办法？
答：我的方法是：①把物体做成上小下大；②把物体做成上轻下重；③加固底部；④增加底面积。
2、哪些特点使框架铁塔不容易倒？
答：框架铁塔结构特点：①上小下大、②上轻下重、③空气阻力小等。 290、实验：建造不容易倒的高塔。
实验器材：几个大小不同的塑料瓶、沙、吸管、胶带、水 实验过程：
1、学生利用自己准备的塑料瓶、沙、吸管、胶带和水制造一个自己认为坚固而且不易倒的高塔。
2、改变上下的大小，轻重支撑的底面大小，然后用扇风的方法测试学生建的高塔的抗风能力。
3、将各种情况下的抗风能力进行对比，看看哪种情况下的抗风能力最强。 实验结论：
框架上小下大、上轻下重、空气阻力小时它最不容易倒。
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二、7、桥的形状和结构
291、桥面在拱下方的拱桥，桥板可以拉住（ 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。
292．钢缆能承受巨大的( 拉力 )，人们用它们建造的钢索桥，大大增加了桥的（ 跨越能力 ）。
293．钢索桥的结构由（ 钢缆 ）、（ 桥塔 ）、（ 桥面 ）组成。（ 钢缆 ）是桥承重的主要构件，（ 桥塔 ）是支承钢缆的主要构件。桥塔修得高，是为了（ 降低钢缆的拉力 ）。 294、桥梁有很多种（ 不同结构 ），有的桥梁把多种结构（ 合为一体 ）。
295、桥的形状和结构与它的（ 功能 ）是相适应的。
296、赵州桥桥拱的跨度是（ 37.02 ）米，是当今世界上跨径最大、建造最早的单孔敞肩型石拱桥。
297、我国著名桥梁专家（ 茅以升 ）说过：“（ 桥梁 ）是一种自古有之，最普遍而又最特殊的建筑物。”
298、按照桥的（ 不同结构 ），可以把桥分为（ 梁桥 ）、（ 拱桥 ）、（ 拉索桥 ）、（ 浮桥 ）等四大基本类型。
299、人们用钢缆来建造（ 钢索桥 ），大大增加了桥的（ 跨越能力 ）。
300、江阴大桥跨度达（ 1385 ）米，一跨过江。吊起桥面的主钢缆，每根都由两万多根钢丝组成。钢缆要承受（ 6.4 ）万吨的拉力。
301、桥面在拱下方的拱桥有什么优点？
答：桥面在拱下方的拱桥，桥板可以拉住拱足，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。
302、观察比较这些拱桥，它们有什么相同和不同，各有什么优点？
① ② ③ ④
答：相同：桥结构中都有拱形。
不同：建造材料、结构等不同，主要不同之处是桥拱与桥面的相对位置不同。
桥①的桥面在拱的下方，优点是：桥板可以拉住拱足，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。
桥②③④的桥面在拱的上方，优点是：桥拱高，方便行船；比较美观。
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303、观察钢索桥的结构，它有什么显著特点？
斜拉索桥 悬索桥
答：钢索桥的结构由钢缆、桥塔、桥面组成。钢缆是桥承重的主要构件，桥塔是支承钢缆的主要构件。
特点是：从结构上看是吊桥，即桥面被钢缆吊起来；从功能上看跨度很大；桥塔修得高，是为了降低钢缆的拉力。 304、桥塔为什么要修得那么高？
答：桥塔修得很高是为了降低钢缆的拉力。
305、下图是美国旧金山的金门大桥，观察并说说它使用了哪几种结构？这样做有什么好处？
答：金门大桥中使用了框架结构、拱形结构和钢索结构。
这样做的好处是：框架结构能增加桥梁的牢固性，并可以是节省材料；拱形结构能增加桥的抗压能力，耐用；钢索结构可以增大桥的横跨能力。
307、实践：观察家乡的桥，画出它的结构，并写一段介绍它的短文。 怎样描述一座桥：
用什么材料？ 采用什么结构？ 这种结构的优点？ 跨度大约是多少？ 它的作用是什么？ 有什么特点等。
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二、8、用纸造一座“桥”
308、设计和建造桥需要综合考虑许多因素，如（造桥的要求），（材料的特性和数量）、（形状和结构等）。
309、评价一座桥好坏的指标：①是否坚固；②是否节省材料；③是否美观。 310、简答：用纸造桥需考虑哪些问题？
答：①纸这种材料的特性；②纸的承受力有什么特点；③选择形状和结构。④用什么方法增强纸的抗弯曲能力。⑤各部分怎样分配材料。⑥怎样牢固地连接各部分。 311、制作：用纸造一座“桥”。
制作材料：报纸35张、胶带、剪子、尺子、胶水 制作过程：
（1）研究用制造桥需要考虑的问题。
（2）设计桥的形状——连体双管桥、直管框架桥、三角形吊桥、加固槽型桥，并画出图形。
（3）根据自己设计的桥的形状自己动手造桥。 （4）介绍自己建造的桥的特点。
（5）在桥上放上一定的重物做实验，根据情况改变桥的结构和形状，尽量使桥变得更加牢固。
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二、9、【资料库】
312、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”）字形的刚才构成的。
322、“工”字形钢材不容易折弯，在（节约材料）的前提下，又有较大的（厚度）。这就使“工”字形钢有很强的（抗弯曲能力），又比同样厚度的矩形钢（少）用许多钢材。 323、如果承受同样的重量，把钢材做成“工”字形，比做成矩形要节省钢材（一半）以上。 324、火车轨道用的钢轨是一种形状（稍微）变化了的（“工”）字形钢。
325、把钢材横切面做成一些特殊形状，这样的钢材叫做（型钢）。除“工”字钢外，还有槽钢、角钢、“口”字形钢，等等。
326、许多植物的茎都是（空心）的，如竹子、水稻、芦苇以及许多小草。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。
327、同样多的材料，做成空心的管状比做成实心的棒状要（粗）得多，而且任何方向的抗弯曲能力都（相同）。
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