2025年暑假生活指导八年级鲁教版五四制山东教育出版社第73页答案
2. 斜拉索大桥的建设用到了很多物理学的知识和研究方法。

(1)在铁路桥引桥靠近居民住宅区一侧,建有高3米左右的板墙(如图所示),其作用是什么?
减弱噪声


(2)将大桥的斜拉索结构进行如图甲和乙的简化,取其部分抽象成如图丙所示的模型。

①根据图丙所示的模型,可以看出大桥的斜拉索结构用到了
杠杆
的相关知识。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,可以适当增加塔桥的高度。请分析原因。
增加桥塔高度,增大了钢索与桥面的夹角,在阻力和阻力臂一定时,钢索拉力的力臂增大,根据杠杆平衡条件可知拉力减小(或从力的分解角度,夹角增大,拉力减小)

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)
增加钢索的数量

(3)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,从本质上认识和处理问题。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研究方法?请举一例具体说明。
用光线表示光的传播路径和方向(合理即可)

答案

【解析】:(1)铁路桥引桥靠近居民区一侧建板墙,是为了在声音传播过程中减弱噪声,防止火车行驶产生的噪声对居民生活造成影响。
(2)①图丙模型中,有支点、动力、阻力等要素,符合杠杆的特征,所以用到了杠杆的相关知识。其中O是支点,F₁是桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力,即阻力。
②增加桥塔高度时,钢索与桥面的夹角会增大。根据杠杆平衡条件和力的分解知识,在阻力和阻力臂一定时,钢索拉力的力臂(钢索在竖直方向的分力对应的力臂)会随夹角增大而增大,或者从力的分解角度,钢索拉力在竖直方向的分力需平衡阻力,夹角增大时,拉力本身会减小。
③减轻钢索拉力的方法还有增加钢索的数量,这样每根钢索分担的拉力就会减小;或者使用强度更高、密度更小的材料建造桥面以减小桥的自重等。
(3)初中物理中,用光线表示光的传播路径和方向,忽略了光的其他次要特性,只突出传播路径和方向这一本质,这就是建立模型法的应用。类似的还有用磁感线描述磁场、用杠杆模型研究简单机械等。
【答案】:(1)减弱噪声
(2)①杠杆;支点;F₁
②增加桥塔高度,增大了钢索与桥面的夹角,在阻力和阻力臂一定时,钢索拉力的力臂增大,根据杠杆平衡条件可知拉力减小(或从力的分解角度,夹角增大,拉力减小)
③增加钢索的数量
(3)用光线表示光的传播路径和方向(合理即可)