纸桥受力与桥面形状的关系.doc

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1、......纸桥承受能力与其桥面几何形状的关系一．引言实验通过对五种不同形状的纸作为桥面形成纸桥，测量他们承受外力的大小，发现#形承受力最大。设计出最佳结构桥梁，体验本课题组的创造力、团队协作能力。二．关键词承受、跨、形状、长度、压力三．研究背景从古老而雄伟的埃及金字塔到幽怨深邃的万里长城，再到充满现代气息的金贸大厦。纵观这些古今中外的著名建筑，在其雄伟壮观的背后埋藏着许多丰富的几何形状。为了发掘并了解这些几何形状对物体的承受能力，我们课题组展开了一系列深入的研究和实验。四．研究目的通过研究可以使我们对物体的几何形状的变化与纸桥的承受能力之间的关系有更深入地理解，从而可以了解当今世界

2、上桥梁的结构及其采用此结构的原因。其二，我们课题组可以在研究的过程中找到研究带给我们的乐趣，更重要的是培养创新、探索、的精神。....c......五．实验研究1.  研究对象：纸桥、桥面的几何形状2. 研究容：相同跨度哪种形状承受外部压力最大3.研究方法：实验4. 研究器材：铅画纸（做成桥面）、糖（提供对桥面压力）、木块（作为桥墩）、刻度尺（测量用）、玻璃胶、胶水5. 实验过程：a．取五铅画纸，分别折成长度相等的且横截面分别为“凹”字形、圆形、W形、正方形和圆形中加V形。b．分别将五桥面架在高度相等的两个桥墩上。c．测量桥墩的相对高度（相同——43cm）和纸桥的悬空跨度（相同——2

3、2cm）以确保公平。d．将糖依次、分别放在各桥面上。e．测量纸桥倒塌前的糖数。f． 多次（实为3次）测量取平均值。g．统计数据。....c...... ....c......6.  数据统计：第一次第二次第三次平均“凹”字形27202524正方形17181517圆形83767277W形130155108131#形1581621431547.  数据分析：#形承受能力要强于W形。W形承受能力要强于圆形。圆形承受能力要强于“凹”字形。“凹”字形承受能力要强于正方形。正方形最差。8. 实验结果：我们通过实验发现#形承受外力的能力最强，而正方形的承受能力是最弱的。因为“凹”字形和正方形与圆形

4、、W形、#形相比承受压力的能力相差太悬殊，所以，我们把前两者和后三者分为两组来比较：....c......a.“凹”字形虽然比正方形能承受更大的压力，但在两座桥倒塌前，正方形自身的形变要小于“凹”字形，而“凹”字形桥面逐渐受压时，两片竖起的纸片会向里靠拢，最终倒塌。而正方形在逐渐受压时，外形几乎不发生什么变化，等到正方形四个角受力不均衡时，正方形会向一边倒，从而形成菱形倒塌。如果真的用这两种桥面来造桥，那么这两种都不应用于车辆所过之桥，又由于正方形的桥面变化会比较小，所以，建议选用正方形的作为人或动物所用之桥，而“凹”字形的则应不被采用。b.圆形桥面受到压力时，它会逐渐变为类似于拱形

5、的样子，也就是圆底部的半弧向上弧，使力有一个循环从而可以更好地抵消力。可见，这也可以证明为什么古代会出现各式各样的拱桥，而有些至今仍在使用。W形桥面就是在无限地分解力，通过实验可以得出纸折的棱越多，那么其承受压力的能力就越强，这也就是我们3个数据相差如此悬殊的原因之一。而最后的形状完全是前两个的组合。这样可以把前两个形状的优点全体现出来，在圈中形成两组循环力和两组抵消力，便获得了最大的支持力。c.W形和M形是有区别的。W形没有把两边的纸片利用进去，而这恰恰就是其破绽之处，压力容易使此两处发生形变，也减小了旁边几个棱的作用效果。若把W形倒过来，变成M形，那就好一些了。当然，单单这样的形

6、状是不能成为桥梁的。六．实验结果设想：....c......虽然我们课题组的研究围十分有限，但我们把我们所研究到的有关容组合了一下，拼造成一座由我们实验得出的最佳桥梁模型。我认为此桥的牢固及受重力能力没话说，就这样也节省了许多材料，比全用石砌的节约了一大半石料。再者，其抽象派风格宛有现代艺术气息。集价廉与物美于一身的新世纪建筑。七．实验小结通过这次研究，使我们进一步了解了研究性课程的真正含义。它拓展了我们的视野，增长了见闻，也对物理的学习起了不小的作用。更重要的是，我们明白了一切要用事实说话，无论做什么事，只要有恒心、有毅力，就一定能成功。 物体几何形状与承受力关系的探索高二（3）班

7、 朱铭煜、王航宇、 奇指导老师：陆华提出课题的缘由和背景：我们选择这个课题的目的主要有两个：首先，物体承受力的能力在我们的生活中应用十分广泛、无处不在，如我们最近几年所造的桥，它们的设计师就是充分的利用了力学知识。其次，我们应该根据自己的兴趣爱好来选择课题，我们对物理比较感兴趣。所以，我们做了这个选择。研究目的和意义：拓展物理知识，理论联系实际。....c......提出问题：乌龟有很大的负重力，你捉一只乌龟，用重物压在它的背壳上或干脆站上去，再看看乌龟背