问题补充:
苏通大桥是南通和苏州的中枢大桥,对南经济的腾飞有着重要意义.苏通大桥全长为8146m,双向6车道,设计车速为60Km/h时.如图1为温州大桥效果图,其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥,如将大桥的结构进行简化,可以抽象成如图4所示的模型.
(1)可以看出它用到了________的科学知识(填“杠杆”或“斜面”).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________(填“增加”或“减小”)桥塔的高度.
(2)设汽车质量5×103Kg,在大桥上按设计车速匀速行驶时受到的阻力为车重的0.06倍,求汽车通过大桥时汽车牵引力的功率.??(g取10N/Kg)
答案:
解:
(1)图4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.
由图可知,若增加塔桥的高度,增加了支点O到钢索的垂直距离,即增大了动力臂,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.
(2)汽车受到的重力为G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N
汽车发动机的牵引力为F=f=0.06G=0.06×5×104N=3×103N
汽车行驶的速度为v=60km/h=m/s=m/s
汽车的功率为P===Fv=3×103N×m/s=5×104W.
答:
(1)杠杆;增加;
(2)汽车通过大桥时汽车牵引力的功率为5×104W.
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;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.(2)已知汽车的质量,可以得到其重力;已知阻力与重力的关系,可以得到汽车受到的阻力;已知汽车匀速行驶,牵引力与阻力相同,已知牵引力和车速,利用公式P=Fv得到牵引力的功率.
点评:将图示的钢索斜拉桥抽象成杠杆模型是解决第一小题的突破口.
苏通大桥是南通和苏州的中枢大桥 对南经济的腾飞有着重要意义.苏通大桥全长为8146m 双向6车道 设计车速为60Km/h时.如图1为温州大桥效果图 其主通航孔桥采用双