拱形桥的受力

篇一：《神奇的拱形桥》设计

神奇的拱形桥

作者：徐建林 单位： 济南市解放路第一小学 邮编： 250013

一、 活动创意：

“拱”具有传递压力的特殊能力。我们的祖先在很早就发现了拱形物体承重力强的特点，并且把它运用各种桥的建筑中去。

现实生活中存在很多拱形结构的桥和建筑，拱形结构的桥梁应用已经相当广泛。让同学们去认识拱桥，了解拱形结构，了解桥的文化内涵，并能运用自己探索的知识，设计制作拱桥模型，以此来发挥学生的想象力和创造力，同时提高他们的动手能力和解决问题的能力。

二、学习目标：

(一)认知目标：

初步感受桥的文化内涵，初步了解拱形桥的力学道理。

(二)能力目标：

1．培养运用调查、访问、上网等主要手段收集信息、资料的能力，并学会整理、分析资料，能得出自己的结论，并加以运用，从而提高自己的学习水平。

2．在学生调查、实践的过程中，培养学生发现问题和探究问题的能力。

(三)情感目标：

1．调查拱形桥资源，培养学生热爱家乡、热爱祖国的思想情感。

2．在探究过程中形成良好的科学态度和科学道德的体验。

三、活动准备：

1、分组：

由于儿童的年龄特征，他们往往依据年龄相近、性别相似，感情亲疏来进行。对此，教师应有针对性的开展教育，同组同学应是相互弥补、相互帮助、合作，要允许每一个学生都有机会参与活动，并在活动中积极的表现自己。根据学生自愿结合兼顾教师调配的原则，根据学生的性格差异、个性特长和实践能力进行组合。

2、活动材料的准备：

有关拱桥的文字及图片资料、薄卡片、书、硬币、有一定重量的物品、实验记录单、课题活动调查表等。

四、活动过程：

本次综合实践活动的开展分四个阶段。

第一阶段： 提出研究问题

（一）激发兴趣，导入新课：

（1）教师在黑板上画出一条拱形弧线（如下图）

提问：同学们，你能联想到什么？

（拱桥、彩虹、石门???）

教师再添画成拱桥的样子（如下图）

现在，你又想到了什么？

（学生：拱桥）

今天，我们就来研究“神奇的拱形桥”！

教师提问：你都知道哪些著名的拱桥？生活中还有那些东西是拱形结构的？说一说。你能上来画一画吗？

(2) 电脑展示各式各样的拱桥图片，相互说说，你看了拱桥的图片后有什么感想?

(3) 为什么拱形结构的应用这么广泛？关于拱桥你可以提出哪些问题呢?小组之间先相互讨论一下。

看了这么多拱桥的图片，你能提出什么问题来？（学生提问??）

[ 教师引导学生了解拱桥的相关知识并提出问题，激发学生的兴趣，并引导学生通过观察、思考，产生疑问、提出自己的问题，并不断获取新知识。因此，综合实践活动主题的确定，是基于学生的兴趣，基于学生对自然、社会和人自身的关注，从活动一开始，就应确定学生在活动中的“主人”地位。 ]

（二）分组实验，引发讨论

为什么很多桥要建成拱形结构的呢？拱形结构究竟神奇在哪里，它有什么优势呢？相同材料做成的拱桥和平桥，哪个承压能力更大？好，我们就来做个小实验。

1、材料：两张薄卡片、6本书、一元钱的硬币若干。

2、实验要求：

（1）把6本书分两摞，分放在桌上，再把两张卡片合并后放在两摞书上，使它成为一座平桥，将硬币放在桥上，看能放多少硬币。

（看平桥能承受多少硬币的重量）

两摞书之间，把另一张卡片横跨（2

）移开一张卡片，把它挤在

在它上面放在两摞书上，将硬币放在桥上，看能放多少。

（把卡片弯成拱形，看能承受多少硬币的重量）

你可以看到拱形桥可以承受比平桥大得多的重力。

对比一下，将实验结果记录下来。

3、各小组交流实验结果和收获??

实验证明：拱桥的承重能力大于平桥，拱形结构的承压能力大。

（为什么拱桥承受重量的能力比平桥大呢?从实验中，可以看出，拱桥的承重能力大大高于平桥，这是为什么呢?这是因为“拱”具有传递压力的特殊功能。拱桥是以拱圈或拱肋作桥身主要承重结构的架空建筑物，因此承重力大大高于平桥。）

通过这个实验，你们小组得出了什么结论？你能提出什么问题来？

小组讨论回答??

[在实验中，让每一个孩子都参与其中，通过动手实验自己得出结论，并将在实验过程中产生的疑惑及遇到的问题作为自己下一步研究的内容，从而培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。]

（三）深入研究，提高认识

教师将一个硬纸片弯成拱形（拱距较大），夹在两摞书之间，并往上面添加重物。

一下，使它的承重能力增大，从而能够承受的了这个重量（请各小组上台领一张同样大小的卡片纸，进行改造实验）

（各组研究??）

学生上台进行实践??

原理：（拱桥的相对拱度越大，承重能力越强；反之，承重能力越弱，因此，只要将拱桥的拱度变大，使之更弯曲，它的承重能力就增强。）

相对拱度越大承重能力越强 通过这个实验，你有什么发现？

（拱长越长，承压能力越小，反之则越大。）

对于其他好的构思与想法，教师也应给予表扬和鼓励。

[ 通过深入的研究和讨论，使学生的知识领域得到开拓，探究热情得到增强，创作灵感得到启迪，情感水平得到提升。]

（四）小组合作，制定计划：

通过做实验，关于拱桥，你还有什么好的问题和想法要提？你们小组要研究拱桥的什么

问题？

（小组讨论，提出问题）

学生根据自己的兴趣、组织人员形成研究调查小组，选定一个研究课题，以小组合作研究或个人与全班集体讨论相结合的形式，设计研究方案，并制定研究计划。

课题活动调查表

全班交流计划??

各组确定自己下一步的研究课题和研究方案。

[ 课题的选择应根据各组的实际情况而定，教师适当的进行指导与帮助，使各组制定出合理的研究方案和计划，并组织学生对自己制定的课题进行深入的调查研究，不断获取新知识、生成新课题，从而培养学生的探究意识、合作意识和调查、研究问题的能力。]

第二阶段：展开实践体验

给学生约一周的时间，对自己的课题进行调查研究，研究的过程完全由学生自主独立完成，老师可参与指导与帮助。

篇二：拱形的力量教案

拱形的力量

【教学目标】

科学概念：拱形受到压力时，能把向下的力向下和向外传递给相邻的部分。如果能抵住拱形的

外推力，拱形就能承受更大的压力。

过程与方法：

1.根据学生原有的逻辑思维能力与学习水平，我对本节课的教学流程作了如下处理：①激趣导入，引出问题。②大胆假设，自主探究。③总体评价，归纳小结。④探究活动延伸。这样处理符合认识论过程和科学探究的要求，既体现了“从生活走向科学，从科学走向社会”，又“注意科学探究，提倡学习方式的多样化”，使课程结构自然流畅，学生易于接受。从提出问题走进探究，在做中学，又带着问题走向生活、社会，把探究的空间拓展到课外，拓展到了日常生活。

2.能够边实验边思考，逐步深入地研究一个问题。能根据观察到的拱形产生的形变来推想它受力的状况。学生在实验探究活动中，如何进行实验，如何分工合作，如何处理数据，实验中出现与探究课题不同或与生活常识有矛盾的问题，应如何对待，也需在实验探究过程中引导学生正确处理，并鼓励学生大胆尝试。培养学生实验动手能力的方法，一是让学生在实际操作中逐渐提高；二是教师在实验过程中给予恰当指导。

情感、态度、价值观：让学生了解拱形在生活中的应用，同时体验科技的力量、创造的快乐。 【教学重点】 弄清拱形可以向下和向外传递承受的压力，设法保持拱形的形状，使它承受更大的压

力。

【教学难点】 拱的受力原理和如何更好地发挥出拱的受力特点。 【教学准备】

教师准备：相关的图片资料，做拱形的纸，课件（教师用）。180g绘画纸一整张裁成长21cm、宽10cm的小块，铁垫圈、螺帽若干，垫板（三层板裁小长21cm、宽10cm大小）。 学生准备：每生带四五本书用于抵住拱足。 【教学过程】

一、引入

比一比：拱桥和平桥谁能承受更大的压力

第一步：两张相同材料相同大小的纸，一张用来做平桥，一张用来做拱桥，请你们轻轻地在它们的中间部位放一个垫片，仔细观察看看会有什么发现？（学生操作） 第二步：提醒学生：再往上面叠加垫片，观察有没有新的变化。

板书：拱形在受力时，力量的示意图 二、探讨

1.提出问题：在不改变材料又不变形的前提下，你有什么办法让拱桥承受更大的压力呢？ 2.挑战自我：

? 挑战时间：12分钟；

? 先设计好方案再动手操作，设计一个做一个，并填写好记录单； ? 注意：别在形变过程中加垫圈； 可以利用身边的材料进行实验。

控制实验：当拱形弯曲到什么程度，就算做不能再加垫圈了。 实验记录表：

3.小小答辩会

实验汇报以答辩会的形势进行，汇报小组分组别座上答辩席，评委则是老师和其他学生组成，评委可以根据汇报情况任意提出自己的问题，

在学生充分认识和讨论后老师用电脑出示抵住拱足后的受力分析图，让学生更加清晰明了的建构 “拱形可以通过材料向下和向外传递承受的压力，力，就能承受更大的压力”这样一个科学概念。

教师演示课件说明:拱形承载重量时，能把压力向

下和向外传递抵住拱的外推

给相邻的部分，拱形各部分相互挤压，结合得更加紧密。拱形受压时会产生一个向外的推力，如果能抵住这个力，拱就能承载很大的重量。）

师：从同学们刚才的实验中我们看到抵住拱足的物体的多了、重了，拱的承重能力就增强了！那现在老师有个问题了，要是我们继续在旁边加书本，拱是不是会一直都这样，承受的物体越来越多呢？（引出极限、“限载”的含义）

师：大家都非常认真，终于将拱形的受力情况分析的清清楚楚。 三、延伸课堂

1.提出问题：你知道了赵洲桥的长寿秘密了吗？

学生充分回答后，观看书上赵州桥的图片，播放一段赵州桥的视频。 2.拓展延伸：寻找生活中的拱形

3.激发兴趣：让学生按照书上的事宜，自己回家搭建一个瓜皮拱。 四、课堂延伸

今天我们认识了赵州桥是利用了拱形的原理建造而成的，（播放州州桥的视频）

我们身边也有雪多的建筑里用了拱形，同学们可以下课去寻找一下身边的拱形。下节课，我们看看谁找的有多有准；

设计意图：让学生源于生活，还原生活。让学生吸收信息，提高创新意识。

篇三：九江长江大桥中间三拱受力分析

拱结构水平推力的传递

--由九江长江大桥引发的几点思考

摘要：传统的桥梁一般采用梁式桥或拱桥的桥型，梁式桥的受力简单，但是不利于弯矩的传递，同时也不利于跨度的加大或加大跨度需要付出的代价相比于拱桥大得多。而拱桥则能大大减小桥面的弯矩，变桥面弯矩为拱桁架的轴向压力，然而拱桥有一个很大的致命弱点就是由于拱的影响会有很大的水平推力作用于桥的两个支座处，如何解决水平推力的传递问题已经是拱桥发展中间的一个很大的因素，同时采用一定的拱形式能够将弯矩变为零，使整个桁架处于零弯矩状态可以有效地利用材料性能，节约工程成本。

关键字： 拱结构 梁结构 水平推力 弯矩 材料性能

0 引言 九江长江大桥于1993年1月16日建成，是京九铁路和合九铁路的“天堑通途”，为双层双线铁路、公路两用桥。

铁路桥长7675米，公路桥长4460米，其中江上正桥长1806米，10个桥墩，11孔钢梁，不论长度和跨度为160米的普通钢桁梁外，主航道为三孔刚性桁、柔性拱，桁高16米，跨度为180米，中间一孔最大跨度达216米，最大知高32米。目前九江大桥不仅是中国，而且是世界最长的铁路、公路两用的钢桁梁大桥，既是我国南北交通的大动脉，又是九江最引人注目的新旅游景点 。

九江长江大桥和武汉长江大桥都是桁架梁桥，为什么要在中间三跨加拱，加了拱之后，拱脚处的水平推力由什么东西来承担？

长江上要通航，所以跨度就要增大，如果还采用梁桥形式则要加大桥梁厚度来增加刚度，这样一来，就会影响通航高度，如果加拱的话，相当于在梁上加了很多弹性支撑，梁上的弯矩就会小很多，就可以增大跨度，同时，吊杆受拉，拱圈受压，充分发挥了材料性能，但是，拱的特点是有水平推力，且有时水平推力很大，如果不把水平推力抵消的话，桥梁肯定不稳，极易破坏。连拱中，拱与拱之间的水平力可以通过改变失挎比来平衡，

边拱则采用飞燕式来平衡支座处得水平力，这样就将水平力通过桁架梁传到桥台，水平推力得以平衡，此外，主航道为刚性桁、柔性拱，桁架梁本身也可分担一定的水平力。这样就可以实现大跨度。

图1 九江长江大桥中间三拱的照片

1

1 计算模型的建立

拱桥的基本形状如下图所示计算过程用对比计算的方法。将复杂的空间形式桥转化成简单的平面结构计算分析。

由于拱桥是多次超静定结构，对于九江长江大桥的这种中承式拱桥，拱上建筑讲参与拱圈共同作用，即“联合作用”。研究表明，工商建筑相对于拱圈的刚度越大联合作用越显著，其抗推刚度越大，联合

【2】作用也越大。而九江长江大桥采用的是刚性桁、柔性拱，故而桁架相对于拱圈的刚度很大，则联

合作用将十分明显。对于拱梁组合式结构，拱、梁、吊杆、立柱共同作用，可以参照桥梁工程中对于拱梁组合结构的简化模型来进行计算。

九江长江大桥为三跨连续结构，内部和外部均为超静定，吊杆看做只承受轴向荷载的作用。并且考虑到立柱上端是较构造，拱座与承台之间为柔性支座连接。则简化模

型可以如下图所示：

图2 中承式连续拱式组合桥的计算模型

图3 九江长江大桥中间三拱的简化计算模型图

2 简单的计算分析

2.1 中间跨水平推力传递到边跨的受力计算

2

图4 中间跨和边跨联系处受力图

Hg=ΣMj/f

式中：Hg---拱的衡载水平推力；

ΣMj---半拱衡载对拱脚截面的弯矩；

f---拱的计算矢高。

则对于两个相邻的拱而言衡载对拱脚的弯矩是一定的，通过控制矢高就可以使两边的衡载产生的水平推力抵消，从而是受力达到稳定。也就是工程中要求的状态。

表1 连续拱的内力计算结果

3

表2 相应的连续梁桥的内力计算结果

2.2 在均布荷载作用下拱桥梁上的弯矩计算

模拟拱结构的弯矩图

图5 加单桁架（简化拱）结构梁上的弯矩图

由于拱的计算模型在求解器中间不能实现，在本次计算中就采用桁架来模拟拱的作用，主要考虑梁的受力故而在计算是讲中间的联系杆件的抗弯刚度设置成很小，近似模拟那种受力状态，从而达到定性分析的目的【3】。

通过计算可以知道，拱内力随着荷载的加大和跨度的增大是增大的，而两个拱之间的内力的平衡是通过控制矢跨比来达到两边内力的平衡，边跨的水平推力通过旁边的一个下承式的半拱传递到梁上，再通过梁传递到桥的支座上面，这样的传力路径可以使钢梁的受力更加合理，钢梁的下半截面的拉应力由于水平推力传递的压力从而减小，也就能够让受力合理，让桥的梁部分在相同荷载和相同截面形式下加大其跨度，减小截面的弯矩。

2.3相对应的简支梁桥的计算

简化计算模型

4

图6 相应的连续梁的模型图

其弯矩图

图7 连续梁在均布荷载作用下的弯矩图

则在计算基础上若连续梁上作用的荷载为Q+g则

连续梁中间的最大弯矩为Mmax=1/12(G+q)l2 [1]

固定端的最大负弯矩为-Mmax=-1/12(G+q)l2 [1]

由上述计算可知在同样的荷载作用下对应的连续梁最大弯矩将大大大于拱结构的荷载，同时若是考虑要加大截面或改变材料性能来加大桥梁的受力性能和加大主跨跨度得话梁式桥要付出的代价将比拱桥大得多。故而采用加拱的形式有利于在大跨度的长江上面满足通航还有相关各个方面的要求。

3简单的定性分析

通过上面对于九江长江大桥结构的各种模型的替换计算我们得到了梁式桥还有拱桥在受力方面的一些不同之处，同时对于中间起拱而旁边只是连续梁桥的原因所在也有了一定的认识，而中间加拱之后的巨大水平推力将如何消散也是我分析的重点，只是在计算中无法实际的知道具体的数字，中间跨的水平推力通过和边跨的矢跨比控制从而可以很好的达到平衡状态，边跨的水平推力则是通过边跨旁边的一个小拱传递到主梁上面，主梁再将力传递到边上的承台，这样就实现了一个巨大水平推力的传递过程。

4小结

实际结构是很复杂的，对于一个实际结构进行力学分析和计算之前必须加以简化，用一个简化的图

5

篇四：拱形的力量

《拱形的力量》教学设计

四川省绵阳市涪城区杨家小学 刘 东

【教材分析】

《拱形的力量》是教科版科学教科书六年级上册第二单元的第三课，学生通过前面两课的学习已初步了解改变材料的厚度和形状会增强抗弯曲能力。在本课中，提出了一种新的形状——拱形。拱形结构是一类很重要的结构，应用广泛。拱形结构有的书又叫推力结构，它的特点是把受到的压力分解成向下的压力和向外的推力，是所有结构中唯一产生外推力的结构。研究拱形的承重特点更具趣味性和挑战性。教材精心设计了几个体验和实验活动，让学生了解到拱形的结构特点是把受到的压力分解成向下和向外的推力，通过提出问题——尝试——总结经验——改进实验，再尝试——在获得成功的探究过程中找到拱形承受巨大压力的原因，认识拱形受力的特点。

【学情分析】

通过本单元前两课的学习，学生对增加材料厚度和改变材料的形状可以增加物体抗弯曲能力的探究已产生了非常浓厚的兴趣，在这氛围下相信进一步探究拱形，学生们的热情会更加高涨。

【教学目标】

科学概念

● 拱形受到压力时，能把向下的力向下和向外传递给相邻的部分。如果能抵住拱形的外推力，拱形就能承受更大的压力。

过程与方法

● 根据学生原有的逻辑思维能力与学习水平，我对本节课的教学流程作了如下处理：①激趣导入，引出问题。②大胆假设，自主探究。③总体评价，归纳小结。④探究活动延伸。这样处理符合认识论过程和科学探究的要求，既体现了“从生活走向科学，从科学走向社会”，又“注意科学探究，提倡学习方式的多样化”，使课程结构自然流畅，学生易于接受。从提出问题走进探究，在做中学，又带着问题走向生活、社会，把探究的空间拓展到课外，拓展到了日常生活。

●能够边实验边思考，逐步深入地研究一个问题。能根据观察到的拱形产生的形变来推想它受力的状况。学生在实验探究活动中，如何进行实验，如何分工合作，如何处理数据，实验中出现与探究课题不同或与生活常识有矛盾的问题，应如何对待，也需在实验探究过程中引导学生正确处理，并鼓励学生大胆尝试。培养学生实验动手能力的方法，一是让学生在实际操作中逐渐提高；二是教师在实验过程中给予恰当指导。

情感、态度、价值观

● 让学生了解拱形在生活中的应用，同时体验科技的力量、创造的快乐。

【教学重点】

弄清拱形可以向下和向外传递承受的压力，设法保持拱形的形状，使它承受更大的压力。

【教学难点】

拱的受力原理和如何更好地发挥出拱的受力特点。

【教学准备】

教师准备：相关的图片资料，做拱形的纸，课件（教师用）。180g绘画纸一整张裁成长21cm、宽10cm的小块，铁垫圈、螺帽若干，垫板（三层板裁小长21cm、宽10cm大小），自制搭拱积木（二至三组）。

学生准备：每生带四五本书用于抵住拱足。

【教学过程】

一、引入

师：前几节课我们学习了在不增加材料的情况下，增强材料抗弯曲能力的几种办法，这节课我们继续来研究让一张纸承受更大压力的方法。

（师出示一张纸）看老师手中的这张纸。(把它平放着，用手托住纸的两端将纸平放在两手之间，纸塌下去了）它连自身的重量都承受不起，这样柔软无力的纸你能用什么办法让它至少能承受自身重量不塌下去吗？

学生汇报。(提示不能增加材料。让学生充分发言，可以检查学生对前概念的理解。引导学生说到拱形时。)

师：(做一个拱)做成拱形后它没有塌下去，看来拱形也有科学道理。我国古代劳动人民早已利用拱的科学原理进行建筑设计。请看(播放课件图片：赵洲桥、拱门、房子、奥运馆所??)这么多的建筑为什么都采用了拱形呢？同学们愿意和老师一起来研究拱形中的学问吗？（板书：拱形的力量）

设计意图：使学生认识到“拱形”是“改变形状”的另一个视角。通过欣赏拱形建筑的图片，让学生感受到中国劳动人民的勤劳智慧，拱形的神奇作用，最后的提问激发起学生的求知欲。

二、测试纸拱的承重能力

1、做一个纸拱，试试它能承受多大的重量

①实验一：

师：现在请同学们像老师这样（把纸先卷一卷再松开，做成一个拱形）做一个纸拱，放在垫板（提示：按垫板上事先画好的两拱足间距离来做拱）上观察，说一说拱自身的重量在哪里？特别要注意：这个拱形不能借助其他物体的帮助。

分组实验（教师巡视指导）。

②学生汇报。（在拱下部）

师：对，在拱与垫板接触的地方，我们把它叫拱足。好下面请同学们轻轻地放一个垫圈在纸拱上，来测试拱的承受力，仔细观察纸拱有变化吗？（有，“纸拱”向两边伸展。）哪个部分承受着垫圈的重力？(拱顶)

请大家再在上面加一个垫圈，观察一下是不是有新的变化，纸拱随着压力的增大，你发现它的形状有什么变化？（拱形的足伸展得更大了，最后就平了。）你能解释这种现象吗？“纸拱”为什么会向两来伸展开去？

（课件演示：垫圈的重量压在了拱上，拱的全部重力传到两个拱足，这个力向下，向两边传去，使拱足在垫板上向外滑动，拱就伸展开了。）(板画：)

设计意图：通过观察描述活动，学生能清晰地认识拱形桥的受力轨迹，从而建构第一层次的“拱形”概念――拱形可以通过材料向下和向外传递承受的压力。看到拱足分开自然想到要用什么东西去抵住它。

2、把拱足固定，测试纸拱能承载多大的重量

①实验二：

师：既然我们知道了纸拱受力变形的原因，你有什么办法使纸拱不容易变形，能承受更大压力？承受几个垫圈你能预测一下吗？用实验检测下看行不行。

②分组实验（教师巡视指导）。

师：有作用吗？(学生回答)用东西抵住拱足它确实比刚才承受的压力要大一些，看来大家刚才的想法是正确的。

③讨论：说说你们观察到的现象。当拱顶上的压力不断增加时，它的形状会有什么变化？(还是要塌，向左右偏)纸拱为什么会产生这种变化？你是怎样想的？

设计意图：让学生在认真观察现象后，对出现的问题作出解释，并开动脑筋去思考解决方案，有了方案再去用实验去验证。用事实证明自己的方案是有效的。这样多次训练有助于学生养成良好的科研习惯。对于纸拱还是会变形。这时就会激发学生思考应从哪些方面来改进自己的方案。在讨论中学生相互启发，有助于后面的探究活动。

3、让拱形承受更大的压力

①实验三：

师：怎么使纸拱承受更大的压力？你打算怎么做？先将自己的方案写下来，再汇报。

学生汇报。老师引导学生说出添加什么？怎么添加，具体放在什么位置？有什么道理？

学生听取别人的意见后对自己的方案可能有修改，让学生改进设想，完善方案。

师：好，我们来挑战一下，看谁的拱能承受更大的压力。(提示：1.根据拱形受压变形的现象，寻找克服变形的方法。2.注意别在形变过程中加垫圈。3.在考虑让拱形承受更大压力的同时，考虑材料的合理利用。实验中还要注意：1. 按拱足间距标准记号放拱形。 2. 第一次实验过的拱还能在第二次实验中用吗？想想为什么？ 3. 实验结果填在表格里。)

设计意图：让学生充分动脑、动手、动口、动耳有利于培养学生解决问题的能力，在表述自己的方案时进一步明确弄清道理，同时听了别的小组的汇报对自己的方案也有一个比较、反思的过程，会不断优化自己的设计方案。教师在活动前指导比在活动后指导更有价值，因为活动中要控制的变量很多，对学生操作的要求也较高，操作不规范将直接影响实验结果。

②分组实验（教师巡视指导）。

③学生汇报。（学生在视频展示台上展示自己的实验结果。可多请几个小组汇报让学

师：通过不断改进实验，大家做出来的实验结果跟原来的相比，拱的承受力都大了很多。全班同学都挑战成功，祝贺你们！仔细观察，你们的方案有一个共同的特点，是什么？（都在拱形的两边放物体，把拱足抵住。）现在你能还解释一下为什么抵住拱足，就能提高拱的承受力？

④请学生试着解释。

（教师演示课件说明: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。拱形受压时会产生一个向外的推力，如果能抵住这个力，拱就能承载很大的重量。）

师：从同学们刚才的实验中我们看到抵住拱足的物体的多了、重了，拱的承重能力就增强了！那现在老师有个问题了，要是我们继续在旁边加书本，拱是不是会一直都这样，承受的物体越来越多呢？（引出极限、“限载”的含义）

师：大家都非常认真，终于将拱形的受力情况分析的清清楚楚。

篇五：作品成果资源案例：探究桥梁拱形的奥秘

作品成果资源案例：

【作品信息】

? 作者介绍：

? 完成时间：2009年5月

? 获奖情况：2010年广西青少年科技创新大赛科学DV比赛一等奖，

全国青少年科技创新大赛科学DV比赛二等奖。

? 拍摄器材：SONY HDR-SR12E摄像机

? 剪辑软件：Corel会声会影 X2

【选题背景】

在我们生活中的小城周边有很多座桥，仔细观察就会发现这些桥都是拱形的。拱桥是一种常见的桥梁形式，它有美丽的弧形曲线的外观。其实拱桥在许许多多地方都有，我们打开电脑上网就可以查阅到大量的拱桥的图片，可以说古今中外，各形各色的。那么为什么人们那么喜欢把桥梁做成拱形呢？除了美观之外，在坚实稳固的性能上还有什么优点呢？

面对着这些桥，我产生了自己的疑问和猜想：为什么这些桥梁要做成拱形呢？拱桥真的能承受更大的压力吗？为了深入了解这一问题，我们决定开始动手实验研究。

【作品介绍】

在春游中，我看到并路过了很多座桥。当我仔细观察后，发现这些桥都是拱形的。桥有各种各样的形状，而拱桥是最常见的。它有美丽的弧形曲线的外观，同时又具备坚实稳固的本性。

面对着这些桥，我产生了自己的疑问和猜想：为什么这些桥梁要做成拱形呢？拱桥真的能承受更大的压力吗？

我利用废旧的纸盒和卡纸制作了拱桥模型和方形横梁桥模型，通过承重实验对比分析，证实了拱桥确实能承受更大的重量。还请教了工程设计院的工程师，了解到拱桥能承受更大重量的解释。

我还调查走访，并了解到百色市很多地方人们还在使用浮桥和渡船，交通出

行仍被江河、山岭深谷隔阻，出行非常不便。

通过这次活动，增加了我对拱桥的了解，也培养了热爱科学、探索研究的精神。我立志长大后要为家乡建设许多的拱桥，使人们摆脱交通不便的困扰。

【探究过程】

1、观察与提问：

我居住的小城周围有几座桥，方便人们出行。仔细观察你会发现这些桥梁的形状都是弧线的拱形。为什么设计师喜欢把桥梁做成拱形的呢？是不是为了美观？除了美观拱形的桥梁是不是更坚固耐承重呢？

2、猜想与假设：

用同样材料做成的方形桥和拱形桥，哪个能承受更重的压力呢？

我们找来剪刀和双面胶，利用废旧的空纸盒子和卡纸，来制作桥的模型。然后在桥身上加砝码，看哪一座桥能承受更大的重量。

4、事实与证据：

自己动手制作方形桥和拱形桥。用同样的材料，同样的大小尺寸，做成两座桥梁模型，然后开始做实验。通过实验可以看到，方形桥面上放4个砝码，桥体已经垮塌，而拱形桥能承受10各砝码而不跨。可见拱形的桥梁确实能承受更多的重量。

为什么拱形的桥梁就能承受更多的重量呢？我们来到工程设计院，请工程师叔叔为我们做解释。

(来自:WWw.SmhaiDa.com 海达范文网:拱形桥的受力)

6、表达与交流：

通过进一步的学习后，我了解到我国建造拱桥的历史非常悠久，我非常敬佩祖国古代劳动人民的智慧。

我想，等我长大了，一定要为家乡建设出许多坚固又美观的拱桥来。

【拍摄技巧】

1、由于摄像机个头小，执机的手稍微晃动，拍摄出来的画面效果就很不好，尤其是在室外拍摄时，不能安装脚架，拍摄起来很吃力。很多镜头只得反复拍摄多遍，以备后期剪辑时选用。

2、在江边拍摄时，由于江风凛冽，使得声音录制后播放时有“嗦嗦”声，对同期声造成很大的干扰。应该在话筒外加上防风套。

【作者感言】

我们百色市地处山区，山川沟壑众多，河流纵横。给人们出行、运输带来诸多的不便。

在我们的家乡有许多这样的渡口，因为没有桥梁，人们只能靠渡船往来于两岸之间。

我想，等我长大了，一定要为家乡建设出许多坚固又美观的拱桥来。

【拍摄脚本】

场景1：提出问题

分场景1：乘车去郊游

镜头：小车徐徐驶过

分场景2：车窗外流动的风景

镜头：拍摄车窗外春天的景色

分场景3：几座拱桥的远景

镜头：小城周边的几座桥远景，要选择能显示出桥梁拱形的角度。 解说词：

假期里，我们到郊外去踏青。车窗外，田野绿油油的，树木换上了嫩绿的新装。我们来到了一江春水的河边。远远看到江上傲然跨着一座桥，如长虹卧波。 好一幅美丽的景色，我不禁要用相机把它拍下来。我们顺江而下，一路上又看到了好几座桥。有了桥，人们可以方便的往来于河的两岸之间。 这些桥形状各异，出于对摄影的兴趣，我给它们一一拍了照。

场景2：猜想假设

镜头1：在家翻看拱桥的照片

解说词：

回到家，我摆开照片，翻看我拍摄的成果时，我发现这些桥梁的形状大多是拱形的，弧形的曲线，看起来那么优美。

为什么这些桥梁要做成弧线的拱形呢？仅仅是为了造型美观吗？其中还蕴含着怎样的奥秘呢？

场景3：上网、采访搜集证据

分场景1：在家上网查阅关于拱桥的资料

镜头1： 拍摄学生使用电脑查询资料

镜头2：拍摄电脑显示器上查询到的资料图片

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