《拱形的力量》
嘉兴市实验小学 莫加伟
整理：肖文洁
课前ppt展示各种桥、建筑。
师：刚才老师在电脑上放了很多建筑，你们在看的时候有没有注意到，这些建筑有没有什么共同点？
生：都是桥
生：这些建筑中间都是拱起来的 。
师：请同学们再想一想，为什么生活中很多建筑都要做成拱形，不做成直梁。
生：重物在拱形上。
生：有些地方可以分散。往四周散开。
师：真的吗？有什么方法证明。如果老师给你一张纸，做成桥，怎么做？
生：做成一个桥，固定住，上面放一些东西，看怎么样？
师：做成一个拱形，那么还要做成直梁，同样大小，同样的纸。老师这里做好了，我们来看下，
生：》一个、两个、三个、……七个、八个。
师：为什么放了九个，你们说是八个。
生：九个倒了，所以是8个。
师：再来一次。
生：一个、两个……7个。
师：还是平行吗？再放下去会怎样？
生：变形了，会塌了。
师：刚才我们在观察的时候，为什么会变形。
生：有重力，压下去，变平了。
师：整个拱有什么变化？
生：往下、往外压，变平。
师：我们取个名字，叫做外推力。我们发现，我们现在做的拱，和建筑中的拱不一样，还产生了外推力，你有什么方法，让这个拱变得更强？
生：纸张加厚。
师：如果我就给你一张纸，怎么办？
生：把他的两个拱足固定，不外推，发绳变化。
师：你觉得他的 方法怎样？我们来试一试。我们就用这张纸做一个拱桥，使他承受更多的里，在他的两边怎样？给你小纸盒，怎么固定，你来试试。行了吗？
（7分）
师：我们来看下，要提醒下，莫老师在这里标了小黑点，就是拱足。这个实验要注意什么？
生：有可能要改变，左右的纸盒不能动，拱足会散开。
师：怎样的现象说明还要有外推力？
生：往下压
师：你估计会看到什么想象？
生：外推力。
师：实验中注意什么？看看，这个。
生：两条要对齐，不对齐会变小。
师：拱顶要一样。每一次实验我们都要把实验的方案用简图画出来，需要多少垫圈也画出来，万一失败了，变形后的状态仔细观察也要画出来，简要的原因概括，最后我们把数据绘制成折线图。如果材料不够，可以找莫老师拿材料。
（12分）
生领取实验材料，开始实验
（36分）
师：请你们抓紧时间把折线图完成。请几个组把你们的实验方案、实验结果、改进实验来说下。比一比，哪个组最擅长倾听。
生：我们组拱足边抵住一盒，可以15个，倒塌，产生外推力。第二次用了1个，多了2个，产生外推力，变形了。第三个用了两个，可以承受24个。最后一次用了3个，可以承受31个，变形，没外推力。
生：我们画的原来的图形，可以称重18个垫圈，拱的两边各放一个，放19个，中间变形，倒塌。盒子没有外推。第二个我们用了2个盒子，可以称重30个垫圈，垫圈的重力变大了，又向中间倒塌，发生变形。我们第三次放了3个盒子，可以承受垫圈3 3个，倒塌的原因是垫圈越来越多，重力越来越大。下一个我们用了四个盒子来做这个实验，然后可以称重垫圈38个，垫圈因为重力越来越大，所以发生变形。
师：你们4个盒子怎么放？
生：沿着桥放，拱圈。
师：还有哪个组愿意来交流？
生：第一次我们在拱的两边放了一盒，可以23个，倒塌的原因是跌的太高了，像一边倾了，发生变形。外推力。第二次我们叠了2盒，29个垫圈，没有外推力，桥变形了。第三次在桥的两边放了3盒，36个垫圈，没有产生外推力，桥变形了。第四盒，42个垫圈，没有产生外推力，桥变形了。
师：你们也是沿着拱圈做的实验，有没有明显增强了？分别找找原因，很多同学第一次用了这个方案，倒塌的原因是什么？
生：发绳变形，没有固定好，推开了盒子。
师：推开了盒子也就是产生了外推力。还是没解决两个问题。后来同学用了这个方案，拱的两边各2个，倒塌的原因是？
生：没有外推力，中间发生了变形。
师：这种方案什么问题，拱的两边各3盒，也倒塌了？
生：抵消了外推力，桥变形。
师：最后很多同学做了这个方案，用这个方案最多可以多少个？
生：40个，43个，48个。
师：请同学分析下，为什么用这个方案，承受的垫圈是最多的？
生：重力凹下去，往外推，盒子档住，不会往下变形。
师：两个同学推着我，我会不会倒，有同学推着我。
师：我们刚刚的研究发现，我们用的方法就是？
生：抵住外推力。
师：抵住的外推力越大，承受的重力也越大。有效的解决了什么问题？
生：向外扩散的力，外推力。
师：我们来看一看，这些建筑为什么用拱形，不用梁形。
生：没有外推力，也不会变形。，
师;莫老师手里的桥，塑料做的，你觉得他可以承受多大的力？
生：比纸桥更大。
师：能不能承受莫老师？我们试一试。倒塌了吗？
生：没有，
师：拱形有什么变化吗？
师：有一些变形，往下，没有外推。原本有缝，各个部分很紧。是不是每个桥可以无限制的承受？
生：不是，超过极限，桥会倒。
师：所以每个桥都有他的标志。限重。
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