形状与抗弯曲能力
《形状与抗弯曲能力作业设计方案-2023-2024学年科学教科版2001》
《形状与抗弯曲能力》作业设计方案一、设计背景形状与抗弯曲能力是材料力学中的重要观点，对于工程结构设计和材料选择具有重要意义。
本次作业旨在帮助学生深入理解材料的形状对其抗弯曲能力的影响，并通过实验验证相关理论知识。
二、设计目标1. 理解不同形状对材料抗弯曲能力的影响；2. 学会应用实验方法验证理论知识；3. 提高学生的实验设计和数据分析能力。
三、设计内容1. 实验一：不同形状材料的抗弯曲性能测试a. 实验材料：选取不同形状的金属材料，如方管、圆管、槽钢等；b. 实验装置：悬臂梁实验装置；c. 实验步骤：将不同形状的材料悬挂在悬臂梁上，加力使其产生弯曲，记录变形量和应力值；d. 实验结果分析：比较不同形状材料的抗弯曲性能，分析形状对抗弯曲能力的影响。
2. 实验二：形状参数对抗弯曲能力的影响a. 实验材料：选取同一种材料，改变其形状参数；b. 实验装置：同实验一；c. 实验步骤：改变材料的形状参数，如截面积、截面形状等，进行抗弯曲性能测试；d. 实验结果分析：分析形状参数对抗弯曲性能的影响，探讨最佳形状设计。
四、实验要求1. 学生需熟悉实验装置的应用方法；2. 学生需按要求记录实验数据，并进行数据处理和分析；3. 学生需撰写实验报告，包括实验目标、方法、结果和结论。
五、评分标准1. 实验数据记录和处理：20分；2. 实验结果分析和结论：30分；3. 实验报告撰写：20分；4. 实验操作规范性：10分；5. 实验设计创新性：20分。
六、参考资料1. 《材料力学实验指导书》；2. 相关论文和钻研报告。
七、作业安排1. 实验准备：学生需提前熟悉实验装置的应用方法；2. 实验进行：学生按照实验要求进行实验操作；3. 实验报告：学生需在规守时间内完成实验报告的撰写。
八、总结与展望通过本次作业设计，希望学生能够深入理解形状与抗弯曲能力之间的干系，提高实验设计和数据分析能力，为将来的工程实践打下坚实基础。
同时，希望学生能够在实验中发现问题并提出改进建议，为材料力学领域的钻研和应用做出贡献。
形状与抗弯曲能力(基础课)
A.横着放
B.立着放
C.斜着放
建筑工地上常用的钢材和铝材
“一”形
“W”形
“口”形
“O”形
“L”形
“T”形
“U”形
“工”形
为什么这些建筑材料要做成“T”“U”“L”“工”字或“口”字等形状呢？
《形状与抗弯曲能力》
教科版六年级上册第二单元第二课
纸的形状与抗弯曲能力的测试记录表
第（ ）小组
年月 日
形状（用图表示）
预测抗弯曲能力 (承受垫圈的个数)
实测抗弯曲能力 (承受垫圈的个数)
我们的发现
注意：在实验过程中，纸梁高度、纸梁跨度、垫圈重量、 放垫圈的位置、放垫圈的力度等要求保持不变。
“一”形
“L”形
增加了厚度
减少了宽度
把薄板形材料弯折成“T”“U”“L”“工”字或 “口”字等形状 ，虽然减少了材料的宽度，但却增 加了材料的厚度，增加厚度能大大增强材料的抗弯曲 能力。
思考： （1）弯一弯瓦楞纸板，感觉一下它的抗弯曲能力有多大。 （2）看一看瓦楞纸板共分几层？ （3）瓦楞纸板每层的厚薄、软硬、形状如何？ （4）瓦楞纸板的结构有什么特点，这样设计有什么优点？
瓦楞纸板有三层或五层，中间一层或两层是波浪形的， 这几层薄纸板黏合在一起形成一个整体。这种结构使 瓦楞纸板的强度大大增加，比把三、五层薄纸板平粘 在一起强度大多了。
小复习
一、我会填：
1.纸的宽度增加，抗弯曲能力也会
增加
。
2.纸的厚度增加，抗弯曲能力会
大大增加
。
3.材料的厚度和宽度， 厚度 更多地影响材料的抗弯曲能力。
【教科版】小学科学六年级上册《形状与抗弯曲能力》
形状
━━ ┗━┛ 〰〰 □ 〇
预测抗弯曲能力
实测抗弯曲能力
温馨提示：
我形123、 、 、们状先每注的改预张意测纸放发变再垫只现了实圈能： ，测的折时一，抗候次注弯，意 ，曲要实不验轻能能的反轻力公放复平随在折性纸之梁。改中间变。。
实验名称： 纸的形状与抗弯曲能力的关系。
实验需要材料 5张同样大小、厚薄的纸；相同大小 垫圈若干个；科学书4本；直尺一根
教科版六年级（上）
预测一下普通白纸的的抗弯曲能力是多少？
普通纸梁抗弯曲能力的测试记录
形状 预测抗弯曲能力 实测抗弯曲能力
未折叠的纸
同样一张纸，不改变支架间的距离， 不添加任何材料，能增加这张纸的抗弯 曲能力吗？有什么方法 ?
1．预测书本P25的表格中的纸梁预测抗弯曲能力 2．每组请两名同学上来测本组同学折的的纸梁抗弯 曲能力情况
思考：为什么材料要做成这些形状？ 这些形状与抗弯曲能力有关吗？
思考与讨论：
做对比实验时应该注意： 1、（变量）什么条件要改变？ 2、（不变量）什么条件是不能改变的？ 3、 纸的形状怎样折？ 4、 用什么作重物？重物怎么放？
注意事项： 1、不变条件：两个“桥墩”间的宽度不变
纸的大小长度不变 放重物的位置不变 2、改变条件：纸的形状改变 3、要收集的实验数据： 各种形状的纸可抵抗弯曲能力的数据
件的前提下进行实验，记录实验数据。
实验结果： 改变形状，可以改变材料的抗弯曲能力。
增加了厚度
减少了宽度
“一”形
“L”形
把薄板形材料弯折成“V”“L”“U”“T”或“工” 字 等形状，虽然减少了材料的宽度，但却增加了材料的 厚度，增加厚度能大大增强材料的抗弯曲能力。
瓦楞纸的研究
科学《形状与抗弯曲能力》说课稿
科学《形状与抗弯曲能力》说课稿开始：各位老师大家下午好！今天我将要说课的课题是《形状与抗弯曲能力》。
一、说教材增强材料抗弯曲能力的另一种方法是改变材料的形状，这种方法的科学道理根源于改变材料的宽度和厚度。
《形状与抗弯曲能力》是《形状与结构》单元的第2课，本节课是在第一课的基础上继续探究增强材料抗弯曲能力的方法，学生有了第一课的学习基础，不难理解为什么改变形状就可以改变抗弯曲能力了。
教材首先以5幅图呈现了生活中6种不同形状的钢材，并以钢材为什么要做成“U”“T”“工”等形状来引入，旨在让学生提出本课要研究的问题——材料形状与抗弯曲能力有关吗？接着进入形状与抗弯曲能力的探究，用同样的纸张做成像条形钢材那样的各种形状，测量他们的抗弯曲能力，并与平展的纸比较，让学生认识到材料形状与抗弯曲能力有关，更进一步的道理，教科书用资料形式给出，学生可以通过阅读来理解。
在研究瓦楞纸板形状结构的环节中，教科书呈现了三层和五层两种瓦楞纸板，学生仔细观察可以发现三层或五层的瓦楞纸板，中间一层或两层是波浪形的，这几层薄纸板粘在一起形成一个整体。
这种结构使瓦楞纸板的强度大大增加，比把三层或五层薄纸板平粘在一起强度大多了。
研究瓦楞纸板不但可以加强对“形状与抗弯曲能力关系”的认识，而且可以让学生有新的发现或产生疑问，把科学知识带入实际生活中，从而引导学生的研究和认识向较复杂的形状结构前进。
二、说学情通过第1课的学习，学生已经知道增加宽度可以增强材料的抗弯曲能力，增加厚度可以大大增强材料的抗弯曲能力。
而且，通过前三年的科学学习，学生已具备初步的思维能力、能够自主设计实验方案，也能够运用所学知识去探索和解决简单的实际问题的能力。
但学生对形状与抗弯曲能力既没有感性认识的基础，也没有理性认识的基础。
三、说教学目标科学概念目标1.改变材料的形状，可以改变材料的抗弯曲能力。
2.把薄板形材料弯折成“V”“T”等形状，虽然减少了材料的宽度但却增加了材料的厚度，增加厚度是能大大增强材料抗弯曲能力的。
六年级科学上册第二单元知识点
第二单元形状与结构一、抵抗弯曲1提高材料的抗弯曲能力，我们可以①增加材料的宽度②增加材料的厚度③改变材料的形状。
2．增加纸的宽度，会增加抗弯曲能力；增加纸的厚度，会大大增加抗弯曲能力。
二、形状与抗弯曲能力1．把薄板形材料弯折成“V”“L”“U”“T”或“工”字等形状，增加了材料的厚度，增加厚度是能大大增强材料抗弯曲能力的，在不增加材料的情况下这是一个好办法。
2．瓦楞纸中间的结构是是W形，虽然减少了材料的宽度，但增加了厚度，就大大增强了材料的抗弯曲能力。
三、拱形的力量1．简答题：为什么拱形可以承载很大的重量？答：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。
拱形受压会产生一个向外推的力，抵住了这个力，拱就能承载很大的重量。
四、找拱形1．圆顶形可以看成拱形的组合，它有拱形承载压力大的优点，而且不产生向外的推力。
2．球形在各个方向上都可以看成拱形，这使得它比任何形状都要坚固。
（如手捏鸡蛋不易碎）3．塑料瓶的上部、底部为近似圆顶形，中部为圆柱形。
最厚最硬的地方在瓶口，最薄最软的地方在瓶身。
4．人体的头骨近似于球形，可以很好的保护大脑；拱形的肋骨保卫着胸腔中的内脏；人的足骨构成一个拱形——足弓，它可以更好的承载人体的重量。
6．同样多的材料，做成空心的管状比做成实心的棒状要粗的多。
五、做框架1．像起重机架、输电线铁塔这样骨架式的构造叫做框架结构。
三角形框架具有稳六、建高塔1．框架铁塔结构特点：①上小下大②上轻下重③空气阻力小。
2．框架结构的优点：可以用较少的材料构建巨大的物体，支撑起巨大的空间，框架结构以三角形为基本构造。
第二单元形状与结构一、抵抗弯曲1提高材料的抗弯曲能力，我们可以①增加材料的宽度②增加材料的厚度③改变材料的形状。
2．增加纸的宽度，会增加抗弯曲能力；增加纸的厚度，会大大增加抗弯曲能力。
二、形状与抗弯曲能力1．把薄板形材料弯折成“V”“L”“U”“T”或“工”字等形状，增加了材料的厚度，增加厚度是能大大增强材料抗弯曲能力的，在不增加材料的情况下这是一个好办法。
形状与抗弯曲能力
VS
在实际应用中，应根据具体需求选择 合适的形状以实现最佳的抗弯曲能力。 例如，在建筑设计中，拱形结构能够 提供很好的抗弯曲能力，同时实现美 观和功能性需求；而在机械设计中， 空心管状结构和工字梁的应用则能够 显著提高结构的承载能力和稳定性。
03
材料与抗弯曲能力
材料类型与抗弯曲性能
01
02
金属材料
06
结论
研究成果总结
01
形状对抗弯曲能力的影响
研究表明，物体的形状对其抗弯曲能力具有显著影响。例如，圆形截面
的物体在承受压力时不易弯曲，而矩形截面的物体则更容易弯曲。
02
材料性质对形状与抗弯曲能力的关系
不同材料在相同形状下表现出不同的抗弯曲能力。例如，金属材料通常
比塑料材料具有更高的抗弯曲能力。
考虑应力集中
考虑温度影响
在结构设计时应考虑温度变化对结构 的影响，以防止因温度变化导致的弯 曲变形。
在结构设计中应避免应力集中的出现， 以减少因应力集中导致的结构损坏。
制造工艺与抗弯曲能力
制造精度
制造过程中的高精度控制可以提 高结构的抗弯曲能力，如控制材
料的厚度、保证加工精度等。
热处理工艺
通过合理的热处理工艺可以提高材 料的力学性能，从而提高结构的抗 弯曲能力。
03
形状优化对抗弯曲能力的提升
通过优化物体的形状，可以显著提高其抗弯曲能力。例如，采用空心结
构或加强筋的设计可以显著提高物体的抗弯曲性能。
对未来的展望
深入研究形状与抗弯曲能力的关系
01
未来研究可以进一步探索不同形状与抗弯曲能力的关系，以及
形状变化对物体整体性能的影响。
开发新型抗弯曲材料
陈梅娟：六上科学第二单元知识点
桐乡市崇德小学班级学号姓名《形状与结构》第一课：抵抗弯曲1.很多房屋和桥梁都是依靠直立的柱子和横放的横梁支撑住的，它们受压时，横梁比柱子容易弯曲和断裂。
2.增加梁的宽度可以增加抗弯曲能力，增加梁的厚度可以大大增加抗弯曲能力。
3.横梁立着放（即：侧着放）比平着放好，因为这样能增强横梁的抗弯曲能力。
第二课：形状与抗弯曲能力1.改变材料的形状，可以改变材料的抗弯曲能力。
2.把薄板形材料弯折成“V”“L”“U”“T”或“工”字等形状，虽然减少了材料的宽度但却增加了材料的厚度，从而大大增强了抗弯曲能力。
3.瓦楞纸的抗弯曲能力很强，主要原因是：把几层纸粘贴在一起，并改变其中一层或几层纸的形状。
第三课：拱形的力量1.古代城门大多建成拱形，是为了增强抗弯曲能力。
2.拱形承载重量时，能把压力向下和向外传递给相邻的部分。
3.拱形受压会产生一个向外推的力，抵住了这个力，拱就能承载很大的重量。
第四课：找拱形1.圆顶形可以看成拱形的组合，它有拱形承载压力大的特点，而且不产生向外的推力。
2.球形在各个方向上都可以看成拱形，这使得它比任何形状都要坚固。
3.生物体中的拱形有：人的头骨、肋骨和足弓；龟壳；贝壳等。
（其中人的头骨近似于球形）第五课：做框架1.像铁塔这样骨架式的结构叫做框架结构。
2.三角形框架比长方形框架不容易变形。
3.用加斜杆的方法给长方形框架加固，斜杆能在框架受压时起到“推”或“拉”的作用。
第六课：建高塔1.建造高大的铁塔，不但要结实不变形，还要保持直立。
2.铁塔不易倒的主要原因：上小下大、上轻下重、三角形框架、塔基深陷于地下。
第七课：桥的形状和结构1.桥梁有多种不同结构，有的桥梁把多种结构合为一体。
2.桥的形状和结构与它的功能是相适应的。
3.钢缆能承受巨大的拉力，人们用它们建造的钢索桥，大大增加了桥的跨越能力。
第八课：用纸造一座“桥”设计和建造桥需要综合考虑许多因素，如：桥的承重要求、材料的特性、材料的数量、桥的形状和结构等。
六上2.2形状与抗弯曲能力
1、仔细观察这种纸板在结构上有什么特点？
2、从已经撕开的小角上观察纸板各部分的厚薄、 软硬程度如何？
3、试着对这种纸板为什么能承受这么大的重量 作出自己的解释。
第一层：
平板的
瓦楞形的 平板的
第二层：
第三层：
第四层： 瓦楞形的 第五层： 平板的
瓦楞纸比一般的纸抗弯曲能力（ ） 强 瓦楞纸特点：
B）。
A、增强
B、改变
C、减弱
形状与抗弯曲能力
4、用同样的材料做电线杆，做成（ B ）比较好。
A、空心的方形的 B、空心的圆形的 C、实心的圆形的 ）。
5、将同一块砖按照下图中三种不同的方式放置，最稳定的是（ B A、 B、 C、
6、下列有关物体抗弯曲能力的说法中正确的是（ C ）。
Ａ、物体抗弯曲能力只与物体的厚度有关
6、要提高材料的抗弯曲能力，可以增加材料的厚度也可以 √
改换材料。（ ）
形状与抗弯曲能力
选择：
1、下面三种形状中的（ A、 B、
C
）是增强抗弯曲能力实验中抗弯曲能力最强的。 C、
2、下面三种形状中的（
A、 B、
B
）是增强抗弯曲能力实验中抗弯曲能力最弱的。
C、
3、研究发现，改变了纸的形状后，纸的抗弯曲能力（
我们的发现：
改变材料的 形状 ，可以
改变材料的抗弯曲能力。 不同的形状 ，抵抗弯曲能力不同
把薄形材料弯 折成 “V”“L”“U”
“T”或“工” 字 增加了厚度 等形状，虽然减 少了材料的宽度， 但却增加了材料 减少了宽度 的厚度，增加厚 度是能大大增强 材料的抗弯曲能 在不增加材料的情况下，这真 力的。 是一个好办法！！！
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你知道吗？ 圆形纸筒承受力最大！因为它没有角， 任何加在上面的重量都会均匀地分散 开来。所以圆筒的每一点承受力并不 大，而整体却能承受很大的力。 把薄的材料弯曲或折叠，可以提高材 料的承受力。折叠或弯曲的形状不同， 其承受力也不相同。
形状与
工
U
思考：
1、为什么有的钢材或铝材做成 “T”“U”“L”“工”字或“口”字等形状？ 2、这些形状与抗弯曲能力有关吗？
瓦楞纸板一共有几层？每层的厚薄、软硬、 形状如何？抗弯曲能力怎样？
同一薄型材料： 改变形状，可以增强材料的抗弯曲能力。 增加厚度是能大大增强材料的抗弯曲能 力的。 把同一薄型、不同形状的材料叠在一起， 大大增加了其承重能力
你知道薄薄的蛋壳能承受多少本科学书的重量吗？
结论：蛋壳虽薄，却能承受很大的力量。
悉尼歌剧院
在外力作用下，内力是沿着整个表面扩散和分 布的。所以能承受比较大的重力。
[空心杆子抗弯能力最强] 在材料和横断面积相同的情况 下，同样的空心杆能够做得比实 心杆粗些；由于空心杆分布在外 面的材料比实心杆多，它的抗弯 能力自然要比实心杆强多了。 人们受到启发在建造房屋时， 把一些高大的柱子和一些杆子 都做成空心的；在机器制造业 中，人们用钢管和铁管来做承 压抗弯的架子。杆件细而长时 才能做成空心的，粗且短时就 没有什么优越性了。