2、知识要点:

力是使物体运动状态发生变化的原因。

力能够使物体的形状发生改变，我们通常把物体的形状和体积的改变称为形变。

任何物体在力的作用下都会发生形变，有的物体的形变比较明显，比如，弹簧在力的作用下它的形状和体积会有明显的变化，但是当作用力撤去后很快能恢复原状，物体的这种能够在外力撤去后恢复原状的性质叫做弹性。这种形变叫做弹性形变。发生弹性形变的物体因为要恢复原状而对使它发生形变的物体施加的力叫做弹力。

任何物体都有弹性限度，当外力超过物体的弹性限度，即使撤去外力后，物体也不再恢复原状，物体的这种在形变后不能恢复原状的性质叫做范性。这种形变叫做范性形变。在制作镶在桥面两边的拱梁是用轻质材料桐木条组成，把它弯成一定的弧度，固定成型后，使之成为范性形变。 3、设计图样的基础知识

所谓图样，通常是指工程技术人员将设计方案，或者根据实物按规定投影方法画在纸上，用平面图形标空间形状，用尺寸表示实际大小，并说明有关技术上的要求，所得的图称图样。 （四）资料背景 1、赵州桥

拱桥是我们祖先的重大发明之一，早在1400多年之前，位于河南赵县的赵州桥，堪称古代桥梁世界第一，造型优美，方便实用，制作奇特，由隋代工匠李春设计监造的，全长50多米，桥面宽9米，桥下仅有一个大孔，两个桥墩之间的距离达37米，桥离7.23米。奇特之一是跨度大而桥面低，这样的设计是使桥面坡度减小，便于车马通过和人们行走。奇特之二是在拱两端各设两个小拱，也称“敝肩拱”。它的出现是李春对桥梁建设的一项重大改革，也是一项创举，这种桥梁的设计有五大优点:1、提高整个大桥的承载能力和抗形变能力，由于小拱承担部分压力而减少了对主拱的压力；2、减小洪水对桥身的冲击力，小拱起分流作用，避免大桥被猛烈的洪水冲毁；3、减轻大桥自身的重量；4、节省建筑材料；5、使大桥造型更加优美。

2、芦沟桥

另一座著名的弓形拱桥是位于北京西南永定洞上的芦沟桥，修建于800多年之前，是中国桥梁建筑史上的又一杰作，全长265米，宽8米多，共有十一个桥孔。

从赵州桥、芦沟桥等古代桥梁的建立到今天，己经过去了漫长的岁月，虽然经历了无数次洪水和地震的考验，仍然完好元损地发挥着巨大的作用，这充分显示了我国古代劳动人民的伟大智慧和高超技术。

3、卢浦大桥

上海又一座浦江大桥——卢浦大桥，堪称世界第一“拱”，全长750米，为“一跨过江”。主跨550米，边跨各100米。

我国拱桥形式之多，造型之美，世界少有，拱形有半圆、圆弧、蛋形、椭圆、多心圆、多边形、抛物线、马蹄形和尖拱形等。孔数上有单孔与多孔。多孔以奇数居多，偶数较少；多孔拱桥又有连续拱和固端拱之分。造拱的材料，有石拱、木拱、竹拱、砖拱以及砖石混合拱等。 二、课程目标

通过拱桥模型的制作，结合年龄段在12——15岁的青少年学生参加本活动学习的特点，主要体现在以下四个方面。

（一）使学生了解木质材料具有易加工的特点，通过构思、设计、绘画图样而对作品进行立体造型；创作，这是制作的完整过程。同时，要使学生了解要设计理想的拱桥需了解相关的综合力学基础知识。 （二）着重学习和掌握小木料的拼、切、锯、割、接和弓形框架结构的制作等技术，提高学生的实际动手能力。使学生明确实际动手能力实际上是融知识性、趣味性、应用性为一体的过程，从而启发注重拓宽视野，创新设计的思路。

（三）通过制作，培养学生将所学的科学知识与实际问题相结合的能力。进一步提高学生提出问题、解决问题的能力，在探索拱桥奥秘活动中，培养学生学科学、爱科学、用科学、信科学的科学态度，以及客观、求真、探索、合作竞争的科学精神。

（四）通过展评交流，培养学生具有质量意识，通过对作品的赏析、陶冶情趣，美化生活的目的。 三、活动方案 （一）活动内容:

通过对拱桥模型的制作与探索，培养青少年富于联想的思维能力及动手实践能力。 活动内容分为四大部分。

1、探索——对拱桥的认识和了解。

2、考察——对卢浦大桥等拱桥作实地考察，激发创作灵感。 3、制作——对拱桥模型的构思、设计与制作。 4、拓展——对未来拱桥的设想、建议、论证。 （二）活动目标

l、通过制作拱桥模型的实践活动，培养学生设计创新能力，对科学的探索精神，及加强对学生的动手能力的培养。

2、通过对拱桥模型的设计与制作，学习和加深理解有关的综合力学基本原理及绘制图样的基础知识。

3、通过对作品的赏析，实践制作，展评交流，陶冶情趣，培养学生思维想象能力与造型设计能力。 （三）适用对象

基本对象是12——15岁的青少年学生。

活动形式将学生分2——4人一个小组，相互讨论，共同制作。 （四）活动准备

（l）活动材料：三夹板、机、牙签棒、自胶、木块、纸片、法码等。 （2）查阅资料：有关书籍、浏览网址。 （五）活动过程

活动一：纸片演示模拟拱桥实验。

通过纸片、演示、叠架来制作模拟拱桥实验。目的是让学生对拱桥有一个总体的感性认识。

提问，你了解拱桥吗？所谓拱桥，它是指弧形的梁与桥面构成的完整实体。拱桥有许多优点与长处，拱桥的优点与长处，只有通过与其他桥型的相互比较，才能体现出它的优越性，让我们共同来完成一个简单的演示实验。

取两块相同的木块作桥墩，取一定长度、大小相同的两张纸片，然后分别叠架成两种不同类型的模拟桥梁。第一种为两片重叠在一起架成平板桥，若在桥中央放置一枚1元硬币，桥则坍垮；另一种下面一片弯成弧度，另一张纸平放在上面，两纸片共同接触仅在中央部位，架成最简单的模拟拱桥，再在上面放置4枚1元硬币，此时，桥面基本上不发生形变。从以上两个演示实验中我们可以验证，同一种材料分别组合成结构、形状不同的桥型。则产生的效果亦不同，对承载重量亦不同。很明显，从实验的结果证明，拱桥能增加桥梁的强度。因此，弓形拱桥的设计是最理想的方案之一。 事实是否如此？请验证，实践是检验真理的唯一标准。 活动二:比较结构、形状不同的拱桥与承重力大小的关系（定性)

参阅活动一的方法，用纸片叠架成半圆、圆弧、椭圆、抛物线、马蹄形、蛋形等各种形状的模拟拱桥。若在跨度相同的情况下，承重力为定值时，观察桥梁的形变程度（定性）。 对演示结果进行归纳总结。

活动三:比较跨度相同、高度不同的拱桥与承重力大小的关系（定量）。

参阅活动一的方法，用纸片叠架成跨度相同。而高度不同的三座模拟拱桥，在桥中央不断地增加砝码重量，直至拱桥瞬间坍垮。

活动四:对“拱桥”的考察与构思设计。 整个活动过程是先考察、后设计。

1、通过考察横跨浦江两岸、堪称“一跨过江”的世界第一“拱”卢浦大桥的实地考察，以求获得直观认识，

激发创作灵感。

2、构思设计一座拱形框架结构的桥梁模型，将草图画在框中(另列表)，评分规则如下表:

构思 设计 工艺设计 结构设计 改进设计

活动五:“拱桥模型制作”实践活动。

通过探索及演示活动，认识了拱桥，同时，又进行了实地考察卢浦大桥等活动，初步设计出拱桥模型方案。为了提高学生的动手创造能力，发挥他们丰富的想象力，能更好把握制作拱桥模型，本人构思一种创作思路一一制作木质拱桥模型，作为示范性方案之一，供学生制作时参考。 一、题目:设计木质拱桥。

二、创作构思:此作品构思源泉来自于明珠线在苏州向上的轻轨拱桥。特点是取材方便，结构简单，造型别致，易于操作，一般学生经过自己努力都能制作成功。

三、基本要求:在制作过程中，必须掌握了一定技术要领与技能技巧，拱桥才能做到拱梁均匀，两边对称，线条流畅，而桥面是由一块三夹板组成，镶在桥面两边的拱梁是用轻质材料桐木条组成，是向上弯曲的弧度。桥面在两条拱梁的中间通过。桥面与拱梁之间分别由5根牙签棒支撑，保持拱梁不变形。

以上方案权作抛砖引玉，具体操作，由每个学生在自己设计的基础上，根据材料，因地制宜，制作出自己特色的拱桥模型。评分规则如下表:

活动六:“拓展性方案”实践活动。

设计与制作弓形框架结构或具有类似“敝肩拱”功能的“多功能”作品，也可以制作不同风格、不同用途、不同材料的拱桥模型。仅供学生在制作时参考。 (六)归纳总结过程:

通过上述系列活动，对学生思维始终处于积极的探索创新状态、制作精神，给予评价。既要对操作过程评价，又要对作品质量评价，对作品既肯定成绩、找出它的“闪光点”，又要指出制作上存在的问题。采取的方式，教师讲评、学生自评与互评的师生双边活动。 参考文献:

1、《中国的一百个世界第一》辽宁少年儿童出版社1995年9月第2版张大卫主编 2、高级中学课文物理（一年级）上海教育出版社1996年6月第1版 3、初中识图（供八、九年级用）上海科学技术出版社

4、《中国古代桥梁的技术成就及特点》潘棋宣力学科普通讯1984年第3期

作者：rainbow

来源：上海市教委教研室劳动技术教研组

57纸桥制作过程 点评

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材料力学纸制桥梁的设计论文；学院机械工程学院班级姓名学号（21号）；指导老师；时间2012年6月5日；摘要；为深入学习实践科学发展观，进一步解放思想，改革创；关键词：文化素质、设计竞赛、纸桥；目录；摘

要??????????????????????；133333333456；纸桥制作原理：原理是利用之桥上的各种锥形、三角形；1、了解设计的一般过程，知道设计过程

材料力学 纸制桥梁的设计论文

学 院 机械工程学院 班 级 姓 名 学 号 （21号） 指导老师

时 间 2012年6月5日