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31.在校科技节木桥承重比赛中，小叶设计制作了如图所示的桥梁模型，并进行了承重测试。在承重测试中，承重板通过挂钩与电子秤相连。通过往承重容器中不断加入重物来比较不同桥梁的承重能力，直至木桥受损。
温馨提示:该电子秤既可以测质量，也可以测重力。
(1)在承重测试中，往承重容器中加入细沙而不是钩码作为重物的优点是
(2)已知承重板与桥梁的垂直接触面积约为20 cm²，小叶的桥梁下方电子秤悬挂重物的最大重力为150 N，不计电子秤、承重板的自重，求该桥梁所能承受的最大压强。(列式计算)
(3)说说有哪些方法可以增大桥梁的承重能力?
温馨提示:该电子秤既可以测质量，也可以测重力。
(1)在承重测试中，往承重容器中加入细沙而不是钩码作为重物的优点是
可以连续改变重力大小
。(2)已知承重板与桥梁的垂直接触面积约为20 cm²，小叶的桥梁下方电子秤悬挂重物的最大重力为150 N，不计电子秤、承重板的自重，求该桥梁所能承受的最大压强。(列式计算)
(3)说说有哪些方法可以增大桥梁的承重能力?
适当增加材料的横截面积
(说出一条即可)。答案
31. (1)可以连续改变重力大小 (2)根据压力等于重力,即 F=G=150 N;压强$ p=F/S=150 N/(20×10^-4 m²)=7.5×10^4 Pa (3)$适当增加材料的横截面积
解析
【分析】
第(1)问：对比细沙和钩码的特点，钩码重力固定，增减时只能按固定值调整，细沙可逐步添加，能连续改变施加的重力大小，据此分析优点；第(2)问：根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，需先确定压力（等于电子秤最大重力），再换算接触面积单位，代入公式计算压强；第(3)问：从结构、材料等角度思考增大桥梁承重能力的合理方法。
【解析】
(1) 钩码的重力是固定值，增减时只能按固定量调整，而细沙可逐步添加，能连续改变施加的重力大小，因此选择细沙的优点是可以连续改变重力大小。
(2) 桥梁承受的最大压力等于电子秤的最大重力，即$F=G=150\ \mathrm{N}$；
接触面积单位换算：$S=20\ \mathrm{cm}^2=20×10^{-4}\ \mathrm{m}^2=2×10^{-3}\ \mathrm{m}^2$；
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入数据得：
$p=\frac{150\ \mathrm{N}}{2×10^{-3}\ \mathrm{m}^2}=7.5×10^4\ \mathrm{Pa}$。
(3) 增大桥梁承重能力的方法：适当增加材料的横截面积（或选用强度更高的材料、减轻桥梁自身结构重量等，合理即可）。
【答案】
(1) 可以连续改变重力大小；(2) $7.5×10^4\ \mathrm{Pa}$；(3) 适当增加材料的横截面积（合理即可）
【知识点】
压强计算、增大承重的方法
【点评】
本题结合实际科技活动场景，考查压强计算、实验操作分析及实际应用，贴近生活，难度适中，能检验学生对物理知识的应用能力。
【难度系数】
0.7
第(1)问：对比细沙和钩码的特点，钩码重力固定，增减时只能按固定值调整，细沙可逐步添加，能连续改变施加的重力大小，据此分析优点；第(2)问：根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，需先确定压力（等于电子秤最大重力），再换算接触面积单位，代入公式计算压强；第(3)问：从结构、材料等角度思考增大桥梁承重能力的合理方法。
【解析】
(1) 钩码的重力是固定值，增减时只能按固定量调整，而细沙可逐步添加，能连续改变施加的重力大小，因此选择细沙的优点是可以连续改变重力大小。
(2) 桥梁承受的最大压力等于电子秤的最大重力，即$F=G=150\ \mathrm{N}$；
接触面积单位换算：$S=20\ \mathrm{cm}^2=20×10^{-4}\ \mathrm{m}^2=2×10^{-3}\ \mathrm{m}^2$；
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入数据得：
$p=\frac{150\ \mathrm{N}}{2×10^{-3}\ \mathrm{m}^2}=7.5×10^4\ \mathrm{Pa}$。
(3) 增大桥梁承重能力的方法：适当增加材料的横截面积（或选用强度更高的材料、减轻桥梁自身结构重量等，合理即可）。
【答案】
(1) 可以连续改变重力大小；(2) $7.5×10^4\ \mathrm{Pa}$；(3) 适当增加材料的横截面积（合理即可）
【知识点】
压强计算、增大承重的方法
【点评】
本题结合实际科技活动场景，考查压强计算、实验操作分析及实际应用，贴近生活，难度适中，能检验学生对物理知识的应用能力。
【难度系数】
0.7
