看看下面的房子和桥梁, 它们在形状和结构上有 相似的地方吗?
很多的房屋和 桥梁都是依靠直立 的材料(柱子)和 横放的材料(横梁) 支撑住的。它们受 压时,横梁比柱子 容易弯曲和断裂, 所以,如何增强横 梁抗弯曲能力是建 筑上很重要的问题。
推测横梁 抗弯曲能 力与哪些 因素有关? 我们为什 么这样 推测?
纸的宽度与抗弯曲能力。我们把纸横梁两端 垫起一定的高度,使纸横梁受压,中部接 触到桌面作为弯曲的标准,用承载垫圈的 个数表示纸的抗弯曲能力。(薄纸板的纸 )
.纸的宽度与抗弯曲能力的实验
(1)准备纸横梁。选用的纸不能太薄,一般来说,选 用0.5毫米左右厚的卡纸,即通常称为薄纸板的纸合适。 将纸裁成长大约25厘米,宽分别是3厘米、6厘米、 12厘米的纸条。 (2)为了纸条不被过度弯曲而能够多次使用,在实验 中,纸条垫起的高度要控制在2厘米左右。每次实验以 纸条中部接触到桌面为最大弯曲度,这时承载的垫圈数 为它的抗弯曲能力。 (3)这个对比实验应该怎样做,应控制哪些条件不变。 除纸横梁厚度、长度相同,弯曲程度相同外,纸横梁架 空的长度也要相同(纸条架空长度可控制在20厘米左 右),垫圈都要放在中间位置,都要轻轻地放。实验改 变的只是纸的宽度。为了便于比较,我们要成倍地变化。 (4)在第一次测试后,猜想一下,宽度增加一倍抗弯 曲能力是多少?宽度增加两倍呢?先预测后实测。
第一次测试后,先预测,再实测纸的抗 弯曲能力,记录下数据,完成下表
我们发现,纸的 宽度与抗弯曲能 力的关系是 :
增加纸的宽度 可以增加 抗弯曲能力这个实验是 改变纸板宽度 而厚度不变
纸的厚度与抗弯曲能力
实验是改变纸板厚度而宽度不变
.纸的厚度与抗弯曲能力的实验。
(1)准备纸横梁。把0.5毫米左右厚的卡纸切成长 约25厘米、宽约3厘米(或2厘米)的条形,再 分两张、四张分别粘在一起压平,做成厚为1张 纸、2张纸、4张纸而长宽相等的三个纸横梁。粘 纸条的时候,最好把纸头错开一点,能明显看出 是几张纸粘成的。糨糊要尽量少放。 ⑵这个对比实验应控制哪些条件不变,改变的是 哪个条件 ⑶得出的结论是:厚度增加,抗弯曲能力大大增 加。或者厚度增加一倍,抗弯曲能力的增加大大 超过一倍…… (4)比较一下,要增加纸横梁的抗弯曲能力,增 加纸横梁宽度与增加纸横梁厚度,哪种方法更好。 增加纸横梁的厚度是增加其抗弯曲能力的好办法。
分析数据,描述纸的厚度与抗弯曲能力的关系
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5 12
发现厚度增加,
梁的抗弯曲能力大大增加。
重点小结 纸的宽度增加,抗弯曲能力也会增加。 纸的厚度增加,抗弯曲能力会大大增 加。 结论:要增加抗弯曲能力,增加厚度 比增加宽度更有效。
观察横梁的横切 面是什么形状的?都是长方形的,
是平放的还是立着放 的?我们能说明这样 安放的理由吗?能用 下面的材料来证明自 己的理由吗?都是立着安放的, 也就是梁的厚度比宽度大
思考:横梁为什么都是立着安放的呢? 你们怎样用尺子(或冰糕木片)来证 明你们的观点呢? (用手弯折尺子,平着很容易折弯, 立着折不弯。说理由的关键点是,厚 度比宽度更能提高梁的抗弯曲能力)。
课堂总结 横梁,它的抗弯曲能力与 其宽度成正比,与高度(厚度) 的平方成正比,增加材料的厚 度可以非常明显地增大抗弯曲 能力
当堂检测题 一、判断题(对的打√,错的打×) 1、纸的厚度与抗弯曲能力成正比。(× ) 2、梁平放比立放更能承受巨大的压力。 (× ) 3、横梁比柱子容易弯曲和断裂。( √ ) 4、两张纸的抗弯曲能力一定比一张纸强。 (× )