六上第二单元：《形状与结构》

1、从形状和结构的角度看建筑物，几乎所有的建筑物都有柱子和横梁或类似于柱子和横梁的结构。从承受压力的特征上看横梁，它的抗弯曲能力与其宽度成正比，与高度（厚度）的平方成正比，与梁的长度成反比。增加材料的厚度可以非常明显地增大抗弯曲能力。把材料做成“T”“工”“○”等异型形状也利用了抗弯曲能力与材料“厚度”的特殊关系。

2、在外力作用下，横梁中间有一层长度不会改变，那一层叫做中性层。横梁真正起着承受重量、抵抗弯曲的那部分材料，是上下两边的材料，离开中性层愈远，所起的作用愈大，而中性层几乎一点作用也没有发挥。中性层除了起连接上下两边材料的作用外，实际是白白浪费的，并且还会增加自身的重量，加大两边材料的负担。长方形截面的梁以截面竖放时，中性层附近所占材料最少承担抗弯曲的材料最多。但是，过厚而太窄的梁容易扭曲，失去稳定而产生破坏，所以横梁的宽与高之比，一般不超过1：2。

3、拱形结构是一类很重要的结构，应用广泛，在桥梁、渡槽和房屋建筑中都经常用到。拱是在竖向压力作用下拱足处产生水平推力的曲杆结构，又叫推力结构。拱是主要承受压力的结构，可受用受压性能好、价格低廉的砖、石、混凝土建造。它的特点是把受到的压力分解成向下的压力和向外的推力，是所有结构中唯一产生外推力的结构。

4、拱形与横梁受力不同，一是拱形内部受的力主要是压力，而且力的分布也比较均匀，直横梁受的是弯曲力，受力集中在受力点上。二是拱形受竖向压力时，同时要产生向两边的水平推力，直梁没有这种推力。

5、由不同曲面构成的形状有拱形、圆顶形、球形、弧形、抛物线形、不规则弧形等，又称为弧形结构。这些结构在力学上有共同的特征。它们本身很薄，但这样的外形形状却使它们变得坚固起来，这些薄壳结构在受到外力的作用时，能够把力沿着整个壳体表面向四周均匀传递，使壳体上单位面积受的力并不大。更为重要的是，在超额分配上不存在作用力集中于一个地方的情况。

6、在建筑上，大型建筑如大厅、体育场馆很多首选薄壳结构，这不但能承受很大的压力，而且减轻重屋顶重量，节约大量材料，并且内部可以空间很大而又没有柱子。

7、三角形框架和四边形框架是最简单最基本的框架。只要三角形的三条边的长度不变了，三角形三个角的角度也不能改变了，三角形是不会变形的形状，我们说三角形具有稳定性。三角形框架，即使三个顶点的连接是完全活动的链接，它也是不会变形的。不管从哪个方向对三角形框架用力，它总是通过三根杆的推和拉的作用达到平衡。四边形、五边形等框架受到外力作用时就不能像三角形框架那样产生内力与外力平衡了，其结果是变形了，形状结构被破坏了。人们从另一个角度利用了四边形活动性特点，比如伸缩式衣架和伸缩式遮阳棚等。

8、框架结构的优点是能用较少的材料建构巨大的物体，支撑出很大的空间。用木材、钢材建造的物体几乎都是框架结构的。

9、桥梁是指为跨越河流、湖泊、海峡、山谷或其他障碍物而修建的建筑物。作用于其上的可以是铁路、公路、人群、管道、渠道等或它们的组合。桥的形状结构明显外露，桥的形状结构变化反映了人类科学技术的进步和发展。按照桥的不同结构，桥梁可以分为很多的类型，最基本的有四大类型：梁桥、拱桥、拉索桥、浮桥。

10、梁桥：由梁和桥墩构成，梁和桥墩是主要承重结构，梁以其抗弯曲能务来承受荷载，桥墩主要承受垂直于地面的压力。梁桥的梁有的用钢筋水泥梁，横断面形式有矩形、T形、梯形、箱形等，有的用框架式钢梁。

11、拱桥：主要受力构件是拱圈，拱圈主要承受压力，同是在拱脚处存在巨大的水平推力，这是拱桥的典型力学特点。桥墩除承受垂直于地面的压力外，还需要随拱传递来的水平推力。所以拱桥桥墩最好建在坚固的岩石地基上，还有一种解决外推力的办法是在两个拱足处安拉杆，用拉杆的拉力去抵消拱的外推力，这种拱又叫拉杆拱。拱桥是外观形式最为多姿、活泼的桥型，桥面可在拱形以下、以上或穿过其中。

12、拉索桥：以缆索作为承重构件的桥，根据拉索的安装方法又分悬索桥和斜拉桥。悬索桥由两个桥塔将弧形主缆架起，成为主要承力构件，主钢缆与桥两岸地下的锚碇相连，并将主钢缆中的接力传递给巨大的地基基础——锚碇。悬索桥的主要特征有三个：一是用了高耸的桥塔。二是它那条弧形主缆呈优美曲线，与挺拔的塔和刚劲的桥形成了直与曲、刚与柔的对比。三是在桥的两岸各有一个体积巨大的锚碇块用来固定接到岸边的主缆。这个锚碇块的重量要中以抵抗主缆形成的斜着向上的拔力，保证桥的安全。斜拉桥是现代才发明的一种桥梁，它是索塔往两边斜伸出的拉索易地桥梁吊起，斜拉桥不用锚碇，从经济效益上胜过了悬索桥。

13、浮桥：是利用水的浮力来承载桥面的一种临时性桥梁，主要用在军事上或建筑工地上。

14、设计过程是一个目标明确、按部就班地寻找解决问题的实际方案的方法。它包括几个步骤：产生创意、用语言和草图来表达创意、做出设计模型、测试设计方案以及评估解决方案。它被一组制约条件所约束，一般来说，技术设计要成功必须满足制约条件。典型的制约条件包括成本、外观、用途、安全和市场吸引力等，通常与这个产品或系统的目的或功能有关。

科学六年级上册第二单元复习资料

1、很多的房屋和桥梁都是依靠直立的材料(柱子)和横放的材料(横梁)支撑住的。它们受压时，横梁比柱子容易弯曲和断裂，所以，如何增强横梁抗弯曲能力是建筑上很重要的问题。

2、材料的宽度越宽，抗弯曲能力越强；材料的厚度越厚，抗弯曲能力越强。材料的宽度和厚度中，厚度更多地影响材料抵抗弯曲的能力。

3、改变薄板形材料的形状，实际上都是减少了材料的宽度而增加了材料的厚度。虽然减少材料的宽度降低了一些抗弯曲能力，但增加了厚度，就大大增强了材料的抗弯曲能力。

4、拱形受到压力时，能把压力向下和向外传递给相邻的部分。拱形受到压力时会产生一个向外推的力，能抵住这个力，拱就能承载很大的重量。

5、圆顶形可以看成拱形的组合，它具有拱形承载受压力大的优点，而且不产生向外推的力。球形在各个方向上都是拱形，这使得它比任何形状都坚固。

6、生物体中的拱形：人的头骨、拱形的肋骨、贝壳、乌龟的壳、鸡蛋、接近圆形的水果。

7、骨架式的构造叫做框架结构。框架结构中，三角形框架比四边形框架更加稳固，四边形框架容易变形。

8、不容易倾倒的塔结构往往是上小下大，上轻下重的。

9、桥面在拱下方的拱桥，桥板可以拉住拱足，抵消拱向外的推力。桥面被水平方向的力拉紧，还增加了桥面的抗弯曲能力。