题目内容

举世瞩目的杭州湾跨海大桥于2008年5月1日正式通车,该桥全长36Km,设计车速为100Km/h,是世界上在建和已建的最长跨海大桥,如图所示.它的建成对于长江三角洲地区的经济、社会发展都具有深远和重大的战略意义.
(1)求一辆汽车以设计速度行驶通过大桥需要多少时间.
(2)大桥采用双塔钢索斜拉式.将大桥一部分可抽象为如图所示的模型,F2为桥重和车辆对桥的压力,F1为钢索的拉力,O为支点,请在图(乙)中作出F1的力臂L1.

(3)如果桥塔高度降低,此钢索的拉力是否改变?为什么?

【答案】分析:(1)已知汽车通过的路程和行驶的速度,根据速度的变形公式t=求出即可求出;
(2)过支点作相应力的作用线的垂线段(即为力臂).
(3)杠杆平衡的条件是:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂;根据杠杆平衡的条件进行分析.
解答:解:(1)已知:s=36km,v=100km/h
则:,
答:一辆汽车以设计速度行驶通过大桥需要0.36h.
(2)过支点O作垂直于F1作用线的垂线段(即动力臂L1).如图所示;
(3)杠杆平衡的条件:F1L1=F2L2
因为F2、L2不变,L1减小,由杠杆平衡条件可得,F1增大;
故 F1将增大;因为F2、L2不变,L1减小,根据杠杆平衡条件可得,F1增大;
点评:本题综合考查了速度公式的应用、力臂的画法以及杠杆的平衡条件.
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