小玩童科學小製作——橋

我們認識各種各樣的橋，我們古代勞動人民依靠自己的聰明才智設計製造了各種各樣的橋樑，橋樑的最初功用是用來跨越江河的。如今，除了架在江河上的橋以外，還有架在十字路口的立交橋、人行天橋。這些橋不僅保證了道路的安全暢通，而且已成為現代城市的漂亮建築。隨著科技的發展，現代設計師和工人有設計造出了各種現代橋樑，我們一起來看看橋是怎樣發展的？

實驗重點：探究橋面的形狀和跨度與橋的承重能力之間的關係

實驗目的：1、瞭解橋樑的基本結構和功能2、瞭解物體的承受力與物體的形狀有關 3、通過手工DIY鍛鍊孩子們的動手能力。

實驗認知：世界上有許許多多的橋獨木橋、木橋、鐵索橋、拱橋、公路橋、鐵路橋、鋼架橋、斜拉橋、立交橋等。按建橋地點來分，可分成架在河面上的橋和架在陸地上的橋兩類。按建橋材料來分，可分成木橋、石橋、鐵橋、鋼筋混凝土橋等幾類。按橋的形態來分，可分成橋中間有橋墩的和沒橋墩的兩類。你知道世界上有哪些有名的橋？　倫敦橋、美國金門大橋、中國江陰長江大橋以及日本明石海峽橋等。

拱形承重的祕密：拱形承載重量時，能把壓力向下向外傳遞給相鄰的部分，拱形各部分相互擠壓，結合得更加嚴密。拱形受壓會產生一個向外推的力，抵住這個力，拱就能承載很大的重量。

實驗步驟：1）準備實驗器材，紙板、螺母、固定紙板、橋墩紙卡、雙面膠、泡沫定位塊。

2）把橋墩紙卡根據摺痕摺疊成橋墩並用雙面膠固定好形狀，再把兩個摺疊好的橋墩固定在固定紙板的兩端，搭建好一個完整的橋墩。

3）取一張長紙板放在兩個橋墩之間，架一座筆直的橋樑，依次放上螺母或者其他重物，觀察橋樑的承重；再用一張長紙板折成“凹”字形，放在橋墩之間，架起一座“凹”形橋，依次放上螺母或者其他重物，觀察橋樑的承重。4）取一張長紙板做成拱形，支撐在橋墩之間，另取一張紙板架在橋墩上，搭建一座拱形橋，在橋中間依次放上重物，觀察橋的承重。5）取一張長紙板折成兩個拱形支撐在橋墩之間，另取一張紙板架在橋墩上，搭建一座雙拱形橋，在橋中間依次放上重物，觀察橋的承重。6）用雙面膠分別把泡沫定位塊固定在橋墩的內側，取有摺痕的紙板折成“W”形狀架在橋墩上，依次放上重物觀察“W”橋的重能力；在“W”形紙板上再鋪上一張紙板，再在橋的中間放上重物，觀察橋的承重能力。

提示：貼上橋墩時注意緊貼小河邊線；做拱形橋的紙張尺寸是固定的。

實驗小結：實驗小結：通過實驗我們可以看出“凹”形橋和直板橋承受的壓力都很小，“凹”字形橋面和直板橋面逐漸受壓時，兩邊的紙片會向裡靠攏，最終倒塌。拱形橋面受到壓力時，橋面區域性承載的力被分散到了整個橋面上，並且還會傳遞到拱形的兩端，因此拱形橋能夠承擔比至板橋更大的力量。這也可以證明為什麼古代會出現各式各樣的拱橋，而有些至今仍在使用。“W”形橋面就是在無限地分解力，通過實驗可以得出紙折的稜越多，那麼其承受壓力的能力就越強。

知識拓展：我國古代石拱橋的傑出代表是舉世聞名的河北省趙縣的趙州橋（又稱安濟橋該橋在隋大業初年（公元605年左右）為李春所建立，是一座空腹式的圓弧形石拱橋，淨跨37m,寬9m，拱矢高度7.23m，在拱圈兩肩各設有二個跨度不等的腹拱，這樣既能減輕橋身自重，節省材料，又便於排洪、增加美觀，趙州橋的設計構思和工藝的精巧，不僅在我國古橋是首屈一指，據世界橋樑的考證，像這樣的敞肩拱橋，歐洲到19世紀中期才出現，比我國晚了一千二百多年，趙州橋的雕刻藝術，包括欄板、望柱和鎖口石等，其上獅象龍獸形態逼真，琢工的精緻秀麗，不愧為文物寶庫中的藝術珍品，我國石拱橋的建造技術在明朝時曾流傳到日本等國，促進了與世界各國人民的文化交流並增進了友誼。

拱形結構除了應用於橋樑建築外,也用於其他商業建築。穹頂建築就是依據拱形結構跨度大、受力強的特點建築而成的.而且拱形結構受力均

勻、分散、用來搭建農棚，不但能夠抵擋風雪侵襲，還有利於採光。

實驗報告：中小學生手工DIY搭紙橋後，相互比一下誰做的橋最有承載能力?