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活动任务一
查阅资料,了解我国桥梁的历史、人文背景及结构特点。
1.我国桥梁建筑历史悠久,南北差异显著:南方多雨河密,桥梁轻盈高拱,便于行船;北方地势平坦,桥梁平缓雄浑,便于车马。无论何种形态,桥梁的稳固都离不开力与平衡的物理原理。以赵州桥为例,这座距今1400多年的敞肩石拱桥,在结构设计中巧妙运用了力的知识。其主拱为圆弧形坦拱,桥面荷载产生的竖直压力最终转化为对桥墩的水平推力和竖直压力。敞肩处增设的四个小拱,一方面减轻了桥体自重;另一方面还增大了泄洪断面,减小水流冲击力。整体看,赵州桥在自重、车辆荷载、地基支持力及水流力等共同作用下,实现了稳定平衡。这一设计完美诠释了“力与平衡”在工程中的智慧应用。
2.桥梁静止不动时,整体处于
3.赵州桥的敞肩拱设计(主拱上加小拱)对桥体的受力分布产生了哪些积极影响?
查阅资料,了解我国桥梁的历史、人文背景及结构特点。
1.我国桥梁建筑历史悠久,南北差异显著:南方多雨河密,桥梁轻盈高拱,便于行船;北方地势平坦,桥梁平缓雄浑,便于车马。无论何种形态,桥梁的稳固都离不开力与平衡的物理原理。以赵州桥为例,这座距今1400多年的敞肩石拱桥,在结构设计中巧妙运用了力的知识。其主拱为圆弧形坦拱,桥面荷载产生的竖直压力最终转化为对桥墩的水平推力和竖直压力。敞肩处增设的四个小拱,一方面减轻了桥体自重;另一方面还增大了泄洪断面,减小水流冲击力。整体看,赵州桥在自重、车辆荷载、地基支持力及水流力等共同作用下,实现了稳定平衡。这一设计完美诠释了“力与平衡”在工程中的智慧应用。
2.桥梁静止不动时,整体处于
平衡
状态,所受合力为0
,此时桥面受到的重力与桥面受到的支持力
是一对平衡力。3.赵州桥的敞肩拱设计(主拱上加小拱)对桥体的受力分布产生了哪些积极影响?
答案
2. 平衡 0 桥面受到的支持力
3. ①减轻桥体自身重力,减小桥墩承受的总压力。
②增大泄洪面积,降低水流对桥身的冲击力。
③分散拱脚水平推力,优化整体受力,提升桥梁稳定性。
3. ①减轻桥体自身重力,减小桥墩承受的总压力。
②增大泄洪面积,降低水流对桥身的冲击力。
③分散拱脚水平推力,优化整体受力,提升桥梁稳定性。
解析
【分析】
先明确第2问的解题思路：回忆力学中平衡状态的定义，静止的物体处于平衡状态，此时合力为0；再根据二力平衡的条件（同物、等大、反向、共线），判断桥面重力对应的平衡力。第3问需结合材料中敞肩拱的描述，提取其对受力分布的积极影响，结合物理知识整理答案。
【解析】
第2问：根据力学知识，静止的物体处于平衡状态，所受合力为0；桥面受到的重力与桥面对桥面的支持力，满足二力平衡的四个条件，是一对平衡力。
第3问：从材料及物理知识分析，敞肩拱设计的积极影响有：①减轻桥体自重，减小桥墩承受的总压力；②增大泄洪面积，降低水流对桥身的冲击力；③分散拱脚水平推力，优化整体受力，提升桥梁稳定性。
【答案】
2. 平衡 0 桥面受到的支持力
3. ①减轻桥体自身重力,减小桥墩承受的总压力。②增大泄洪面积,降低水流对桥身的冲击力。③分散拱脚水平推力,优化整体受力,提升桥梁稳定性。
【知识点】
平衡状态、二力平衡、力的应用
【点评】
本题结合桥梁工程实际，考查力学基础知识点，同时要求学生从材料中提取信息并结合物理知识分析问题，体现了物理的实用性，难度适中。
【难度系数】
0.7
先明确第2问的解题思路：回忆力学中平衡状态的定义，静止的物体处于平衡状态，此时合力为0；再根据二力平衡的条件（同物、等大、反向、共线），判断桥面重力对应的平衡力。第3问需结合材料中敞肩拱的描述，提取其对受力分布的积极影响，结合物理知识整理答案。
【解析】
第2问：根据力学知识，静止的物体处于平衡状态，所受合力为0；桥面受到的重力与桥面对桥面的支持力，满足二力平衡的四个条件，是一对平衡力。
第3问：从材料及物理知识分析，敞肩拱设计的积极影响有：①减轻桥体自重，减小桥墩承受的总压力；②增大泄洪面积，降低水流对桥身的冲击力；③分散拱脚水平推力，优化整体受力，提升桥梁稳定性。
【答案】
2. 平衡 0 桥面受到的支持力
3. ①减轻桥体自身重力,减小桥墩承受的总压力。②增大泄洪面积,降低水流对桥身的冲击力。③分散拱脚水平推力,优化整体受力,提升桥梁稳定性。
【知识点】
平衡状态、二力平衡、力的应用
【点评】
本题结合桥梁工程实际，考查力学基础知识点，同时要求学生从材料中提取信息并结合物理知识分析问题，体现了物理的实用性，难度适中。
【难度系数】
0.7
活动任务二
调研你所在地区的桥梁建筑，结合以下问题，完成调研报告。
1.实地调研家乡的一座桥梁。你所调研的桥梁位于什么位置？属于什么结构？
2.桥梁在自然环境中可能会受到哪些力？（写出三种）
3.你认为这座桥梁在设计上有没有可以优化的地方？如有，请写在下面。
调研你所在地区的桥梁建筑，结合以下问题，完成调研报告。
1.实地调研家乡的一座桥梁。你所调研的桥梁位于什么位置？属于什么结构？
2.桥梁在自然环境中可能会受到哪些力？（写出三种）
3.你认为这座桥梁在设计上有没有可以优化的地方？如有，请写在下面。
答案
1. 略
2. 自身重力、车辆压力、水流冲击力、风力等。(任选三种)
3. 有。如:加宽桥面增加通行宽度;增设防护栏杆;优化桥墩外形减小水流冲击;等等。
2. 自身重力、车辆压力、水流冲击力、风力等。(任选三种)
3. 有。如:加宽桥面增加通行宽度;增设防护栏杆;优化桥墩外形减小水流冲击;等等。
解析
【分析】
本题是结合实践调研与物理知识的开放性题目，解题思路如下：1. 第一问为实地调研任务，需学生亲自调研家乡桥梁，因此答案为略；2. 第二问需结合力学知识，列举桥梁在自然环境中受到的三种力即可；3. 第三问需从通行、安全、受力优化等角度，结合桥梁设计的合理性提出优化建议，合理即可。
【解析】
1. 第一问要求实地调研家乡桥梁，需学生自主完成调研，故答案略；2. 桥梁在自然环境中会受到自身重力、车辆压力、水流冲击力、风力等多种力，任选三种作答即可；3. 桥梁设计可从多方面优化，例如加宽桥面增加通行宽度、增设防护栏杆保障安全、优化桥墩外形减小水流冲击等，合理即可。
【答案】
1. 略；2. 自身重力、车辆压力、水流冲击力（任选三种即可）；3. 有，如加宽桥面增加通行宽度、增设防护栏杆、优化桥墩外形减小水流冲击等。
【知识点】
力学受力分析、桥梁结构设计
【点评】
本题将物理力学知识与实践调研结合，既考察学生对力学知识的应用能力，又锻炼学生的实际观察与思考能力，答案具有开放性，鼓励学生结合实际作答。
【难度系数】
0.5
本题是结合实践调研与物理知识的开放性题目，解题思路如下：1. 第一问为实地调研任务，需学生亲自调研家乡桥梁，因此答案为略；2. 第二问需结合力学知识，列举桥梁在自然环境中受到的三种力即可；3. 第三问需从通行、安全、受力优化等角度，结合桥梁设计的合理性提出优化建议，合理即可。
【解析】
1. 第一问要求实地调研家乡桥梁，需学生自主完成调研，故答案略；2. 桥梁在自然环境中会受到自身重力、车辆压力、水流冲击力、风力等多种力，任选三种作答即可；3. 桥梁设计可从多方面优化，例如加宽桥面增加通行宽度、增设防护栏杆保障安全、优化桥墩外形减小水流冲击等，合理即可。
【答案】
1. 略；2. 自身重力、车辆压力、水流冲击力（任选三种即可）；3. 有，如加宽桥面增加通行宽度、增设防护栏杆、优化桥墩外形减小水流冲击等。
【知识点】
力学受力分析、桥梁结构设计
【点评】
本题将物理力学知识与实践调研结合，既考察学生对力学知识的应用能力，又锻炼学生的实际观察与思考能力，答案具有开放性，鼓励学生结合实际作答。
【难度系数】
0.5
1.在完成桥梁调研后,各小组整理调查报告,并在班级内进行分享。交流过程中,同学们应重点关注:报告中引用了哪些证据?(如桥梁结构示意图、受力分析图、实测数据或文献资料)这些证据是否充分、可靠?基于证据得出的结论是否逻辑严谨、符合力与平衡的物理原理?
2.举办一场“桥梁建筑中的平衡之美”主题展览,试着用多根一次性筷子搭建一个“鲁班桥”模型,并制作受力分析海报,让更多师生感受力学与工程融合的魅力。从同伴的报告中,你发现哪座桥梁的受力平衡设计最令你印象深刻?请试着画下来或描述出来。
2.举办一场“桥梁建筑中的平衡之美”主题展览,试着用多根一次性筷子搭建一个“鲁班桥”模型,并制作受力分析海报,让更多师生感受力学与工程融合的魅力。从同伴的报告中,你发现哪座桥梁的受力平衡设计最令你印象深刻?请试着画下来或描述出来。
答案
1. 略
2. 略
2. 略
解析
【分析】本题为桥梁调研与搭建的实践类题目，解题思路需围绕物理力学平衡原理展开：首先明确桥梁调研中需关注证据的充分性、可靠性及结论的逻辑性；其次在搭建“鲁班桥”模型时，要结合受力平衡知识设计结构，通过分析同伴报告中桥梁的受力平衡设计，加深对力学与工程融合的理解。
【解析】1. 完成桥梁调研后，整理报告时需梳理引用的证据（如结构示意图、受力分析图、实测数据等），并判断证据是否充分可靠，结论是否符合力与平衡的物理原理；2. 搭建“鲁班桥”模型时，利用一次性筷子结合受力平衡知识设计结构，制作受力分析海报，从同伴报告中选取印象深刻的桥梁受力平衡设计进行描述或绘图。
【答案】略
【知识点】力学平衡、工程实践
【点评】本题结合物理力学知识与工程实践，培养学生的调研分析能力和动手实践能力，体现了物理与生活的紧密联系。
【难度系数】0.9
【解析】1. 完成桥梁调研后，整理报告时需梳理引用的证据（如结构示意图、受力分析图、实测数据等），并判断证据是否充分可靠，结论是否符合力与平衡的物理原理；2. 搭建“鲁班桥”模型时，利用一次性筷子结合受力平衡知识设计结构，制作受力分析海报，从同伴报告中选取印象深刻的桥梁受力平衡设计进行描述或绘图。
【答案】略
【知识点】力学平衡、工程实践
【点评】本题结合物理力学知识与工程实践，培养学生的调研分析能力和动手实践能力，体现了物理与生活的紧密联系。
【难度系数】0.9
