跨学科实践 桥
悬索桥
1．生活中的悬索桥：俗称吊桥，以其巨大的跨越能力而著称，如我国大渡河上的泸定桥、杭州湾跨海大桥、厦门海沧大桥、东海大桥．
2．悬索桥的结构：悬索桥由吊索、主缆、索塔、锚碇组成，吊索、主缆悬挂桥面，索塔起支撑作用，锚碇用来固定吊索和主缆．
3．悬索桥的力学原理：悬索桥通过吊索将桥面荷载传到主缆上，再由主缆传到锚碇和索塔上．
斜拉桥
1．生活中的斜拉桥：俗称斜张桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，可降低建筑高度，减轻结构重量，如港珠澳大桥、上海杨浦大桥、沪苏通大桥．
2．斜拉桥的结构
3．斜拉桥的力学原理：斜拉桥通过斜拉索将主梁承担的荷载传到桥塔上．
探究绳子拉力与哪些因素有关
实验目的 探究绳子拉力与哪些因素有关
实验器材 弹簧测力计、杠杆、钩码、细绳、定滑轮
实验步骤 (1)将细绳固定在杠杆的A、B、C三处，记录三处拉力大小FA、FB、FC；(2)在杠杆上增加物重，重复实验再次记录三处拉力大小F、F、F；(3)降低杠杆高度，增大细线与杠杆的夹角，记录三处拉力大小F、F、F
实验现象 FAFA>F，F>FB>F
实验结论 物体越重，绳子所受的拉力越大；绳子与杠杆夹角越大，拉力越小
悬索桥
典例1 [2024·泸县二模]泸州首座双层公轨两用悬索桥——泸州茜草长江大桥已正式建成通车，自此，隔江相望的龙马潭区罗汉街道与江阳区茜草街道被拉近到2 000余米，成为两岸群众过江出行的重要通道．如图所示是桥梁建设过程中某次钢梁吊装的情景，下列说法中不正确的是( )
典例1图
A．将钢梁从船上吊起后，船将上浮一些
B．将钢梁吊起过程中，若使用动滑轮可以更省力
C．桥塔两边钢绳的拉力是一对平衡力
D．将钢梁匀速吊起过程中，钢绳对钢梁的拉力与钢梁对钢绳拉力是一对相互作用力
(1)轮船漂在水面上时，物体受到的重力等于浮力．(2)使用动滑轮可以省力．(3)平衡力的条件：两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，作用在同一物体上．(4)相互作用力的条件：两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，作用在两个物体上．
变式 [2023·湖北三模]襄阳凤雏大桥是汉江首座三塔式悬索桥，如图所示．根据你所学的力学知识分析：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．
变式图
斜拉桥
典例2 [2022·青阳县期末]如图甲所示为某大桥的实景图，其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥，可逐步抽象成图乙、图丙、图丁所示的模型．该桥全长36 km.
(1)一辆汽车以60 km/h的速度匀速行驶，通过大桥需要多长时间？
(2)如图丁所示，F1为桥重和车辆对桥的压力，F2为钢索的拉力，O为支点，请在图丁中画出F1、F2力臂．
(3)如果桥塔高度降低，此钢索的拉力如何改变？写出判断依据．
典例2图
变式 港珠澳大桥的设计采用的是斜拉索式，如图甲所示为斜拉大桥效果图，其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥，如果将大桥的结构进行简化，如图乙、丙所示，最后抽象成图丁所示的模型．
变式图
(1)从图丁的模型可以看出它主要用到了哪种机械 (填“杠杆”“斜面”或“滑轮”)．其中F1代表桥自重和过往车辆产生的对桥的作用力，为了减小钢索F2承受的拉力，在允许的前提下，可以适当 (填“增加”或“减小”)桥塔的高度．
(2)在大桥的两侧都有引桥，其简化模型如图戊所示，一般引桥设计都很长，是为了 ．
1．[2024·孝感模拟]如图所示是斜拉桥桥塔部分的示意图，它可以看作杠杆，O为支点，桥面重看作阻力，拉索拉住桥面防止它下落．如果保持A点不动，只将拉索的B端移动到C端，下列说法正确的是( )
第1题图
A．增加了阻力臂 B．减小了阻力
C．增加了动力 D．增加了动力臂
2．[2024·黔东南州期末]蠡祯桥是苏州市政工程里桥面最宽的钢筋混凝土斜拉桥，塔柱为独特的椭圆造型，大桥主塔高度70米，主梁宽度达40米，采用非对称独塔混凝土斜拉桥设计，斜拉索呈扇面分布，大桥所使用的斜拉索，其主要利用的物理属性是( )
第2题图
A．抗拉强度大 B．导热性能好
C．导电性能好 D．弹性性能好
3．[2023·永城期末](多选)港珠澳大桥是一座连接香港、珠海和澳门的巨大桥梁，全长为55 km，中途经过三个人工岛，于2018年10月24日上午9时正式通车．如图甲所示为大桥效果图，其主通航孔
桥采用双塔双索面斜拉桥，对大桥结构进行简化，可以抽象成图乙所示的模型．大桥采用群桩基础，桩基工程由几十根大型水下钻孔灌注桩组成，每根桩的横截面积约为6 m2，平均桩长50 m，下列说法正确的是( )
第3题图
A．灌注一根桩需要密度为2.5×103 kg/m3的混凝土约7.5×105 kg
B．为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当减小桥塔的高度
C．根据图乙所示的模型，可以看出它用到了斜面的科学知识
D．灌注大桥桥墩前，先在水下的基坑灌注宽厚的钢筋混凝土基础，是为了增大受力面积，从而减小压强跨学科实践 桥
悬索桥
1．生活中的悬索桥：俗称吊桥，以其巨大的跨越能力而著称，如我国大渡河上的泸定桥、杭州湾跨海大桥、厦门海沧大桥、东海大桥．
2．悬索桥的结构：悬索桥由吊索、主缆、索塔、锚碇组成，吊索、主缆悬挂桥面，索塔起支撑作用，锚碇用来固定吊索和主缆．
3．悬索桥的力学原理：悬索桥通过吊索将桥面荷载传到主缆上，再由主缆传到锚碇和索塔上．
斜拉桥
1．生活中的斜拉桥：俗称斜张桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，可降低建筑高度，减轻结构重量，如港珠澳大桥、上海杨浦大桥、沪苏通大桥．
2．斜拉桥的结构
3．斜拉桥的力学原理：斜拉桥通过斜拉索将主梁承担的荷载传到桥塔上．
探究绳子拉力与哪些因素有关
实验目的 探究绳子拉力与哪些因素有关
实验器材 弹簧测力计、杠杆、钩码、细绳、定滑轮
实验步骤 (1)将细绳固定在杠杆的A、B、C三处，记录三处拉力大小FA、FB、FC；(2)在杠杆上增加物重，重复实验再次记录三处拉力大小F、F、F；(3)降低杠杆高度，增大细线与杠杆的夹角，记录三处拉力大小F、F、F
实验现象 FAFA>F，F>FB>F
实验结论 物体越重，绳子所受的拉力越大；绳子与杠杆夹角越大，拉力越小
悬索桥
典例1 [2024·泸县二模]泸州首座双层公轨两用悬索桥——泸州茜草长江大桥已正式建成通车，自此，隔江相望的龙马潭区罗汉街道与江阳区茜草街道被拉近到2 000余米，成为两岸群众过江出行的重要通道．如图所示是桥梁建设过程中某次钢梁吊装的情景，下列说法中不正确的是( C )
典例1图
A．将钢梁从船上吊起后，船将上浮一些
B．将钢梁吊起过程中，若使用动滑轮可以更省力
C．桥塔两边钢绳的拉力是一对平衡力
D．将钢梁匀速吊起过程中，钢绳对钢梁的拉力与钢梁对钢绳拉力是一对相互作用力
(1)轮船漂在水面上时，物体受到的重力等于浮力．(2)使用动滑轮可以省力．(3)平衡力的条件：两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，作用在同一物体上．(4)相互作用力的条件：两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，作用在两个物体上．
变式 [2023·湖北三模]襄阳凤雏大桥是汉江首座三塔式悬索桥，如图所示．根据你所学的力学知识分析：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(填“增加”或“减小”)桥塔的高度．
变式图
斜拉桥
典例2 [2022·青阳县期末]如图甲所示为某大桥的实景图，其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥，可逐步抽象成图乙、图丙、图丁所示的模型．该桥全长36 km.
(1)一辆汽车以60 km/h的速度匀速行驶，通过大桥需要多长时间？
(2)如图丁所示，F1为桥重和车辆对桥的压力，F2为钢索的拉力，O为支点，请在图丁中画出F1、F2力臂．
(3)如果桥塔高度降低，此钢索的拉力如何改变？写出判断依据．
典例2图
(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：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：(1)已知：s＝36 km，v＝60 km/h，
则t＝＝＝0.6 h；
(2)过支点O作垂直于F1、F2作用线的垂线段(即力臂l1、l2)．
答案：如图所示：
典例2图
(3)由图知如果桥塔高度降低，则动力臂l2就会减小，根据杠杆平衡的条件：F1l1＝F2l2
因为F1、l1不变，l2减小，F2增大．
变式 港珠澳大桥的设计采用的是斜拉索式，如图甲所示为斜拉大桥效果图，其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥，如果将大桥的结构进行简化，如图乙、丙所示，最后抽象成图丁所示的模型．
变式图
(1)从图丁的模型可以看出它主要用到了哪种机械杠杆(填“杠杆”“斜面”或“滑轮”)．其中F1代表桥自重和过往车辆产生的对桥的作用力，为了减小钢索F2承受的拉力，在允许的前提下，可以适当增加(填“增加”或“减小”)桥塔的高度．
(2)在大桥的两侧都有引桥，其简化模型如图戊所示，一般引桥设计都很长，是为了省力．
1．[2024·孝感模拟]如图所示是斜拉桥桥塔部分的示意图，它可以看作杠杆，O为支点，桥面重看作阻力，拉索拉住桥面防止它下落．如果保持A点不动，只将拉索的B端移动到C端，下列说法正确的是( D )
第1题图
A．增加了阻力臂 B．减小了阻力
C．增加了动力 D．增加了动力臂
2．[2024·黔东南州期末]蠡祯桥是苏州市政工程里桥面最宽的钢筋混凝土斜拉桥，塔柱为独特的椭圆造型，大桥主塔高度70米，主梁宽度达40米，采用非对称独塔混凝土斜拉桥设计，斜拉索呈扇面分布，大桥所使用的斜拉索，其主要利用的物理属性是( A )
第2题图
A．抗拉强度大 B．导热性能好
C．导电性能好 D．弹性性能好
3．[2023·永城期末](多选)港珠澳大桥是一座连接香港、珠海和澳门的巨大桥梁，全长为55 km，中途经过三个人工岛，于2018年10月24日上午9时正式通车．如图甲所示为大桥效果图，其主通航孔
桥采用双塔双索面斜拉桥，对大桥结构进行简化，可以抽象成图乙所示的模型．大桥采用群桩基础，桩基工程由几十根大型水下钻孔灌注桩组成，每根桩的横截面积约为6 m2，平均桩长50 m，下列说法正确的是( AD )
第3题图
A．灌注一根桩需要密度为2.5×103 kg/m3的混凝土约7.5×105 kg
B．为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当减小桥塔的高度
C．根据图乙所示的模型，可以看出它用到了斜面的科学知识
D．灌注大桥桥墩前，先在水下的基坑灌注宽厚的钢筋混凝土基础，是为了增大受力面积，从而减小压强
