芜湖长江大桥,这座目前我国科技含量最高的特大型公、铁路两用斜拉索桥梁的建成,大桥的建设,用到了很多物理学的知识和研究方法.将大桥的结构进行简化,取其部分可以抽象成如图所示的模型.
①可以看出它用到了________的相关知识,其中O是________,________代表桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力.
②为了减小钢索承受的拉力,在需要与可能的前提下,可以适当增加桥的高度,请分析原因.
③假如让你来设计新的斜拉索式大桥,你还能提出什么方法可以减轻钢索承受的拉力?(说出一种方法即可)
④你知道吗?在上述的研究中,我们用到了物理学中很重要的一种研究方法:建立模型.建立模型可以帮助人们透过现象,忽略次要因素,从本质认识和处理问题;建立模型还可以帮助人们研究不是甚至无法直接观察的现象.想想看,在初中物理学习中,你在研究哪些问题时也用到了这种方法?请你举一例具体说明.(本题实例除外)
网友回答
杠杆 支点 F1
解析分析:(1)通过图示的模型结合杠杆的定义,即可确定它用到的相关知识.(2)通过桥高度的变化,结合图示模型分析出杠杆五要素中哪个量发生了变化,然后再利用杠杆平衡条件分析出原因.(3)由于钢索克服的是桥重和过往车辆等产生的对桥的压力,从这个角度来减轻钢索承受拉力
解答:(1)图丁所示的模型,可以看做是一个在力的作用下静止在水平位置的硬棒,结合杠杆的定义,即可知道它就是杠杆的模型.所以用到了杠杆的知识.其中O是支点,F1代表桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力.(2)由图可知,若增加塔桥的高度,即增加了支点O到F2的距离,即增大了动力臂L1,根据公式F1=,可以得到,在阻力和阻力臂,不变的情况下,动力臂越大,动力越小即桥对钢索的拉力就越小.(3)由于钢索承受的是桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力,所以要减轻钢索承受的拉力,就要从减轻桥的自身重力和载重汽车的最大载重量来入手考虑.即使用新型材料,减小桥自重;限制载重汽车的最大载重量.故