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物理必考阿基米德桥是一种基于阿基米德原理.被固定于水面以下的封闭通道

更新时间:2024-01-18 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

阿基米德桥是一种基于阿基米德原理、被固定于水面以下的封闭通道,是一种跨越水域的新交通方式.如图是阿基米德桥示意图.与一般的桥也不同,阿基米德桥借wN0物理好资源网(原物理ok网)

助于浮力浮于水中,对于浮力大于重力的阿基米德桥,它和水底的连接方式与桥相反--用缆索固定于水底和两岸.wN0物理好资源网(原物理ok网)

(1)请在图中画出缆索对桥体的力的示意图.(画出一根缆索上的力即可)wN0物理好资源网(原物理ok网)

(2)浙江省计划在千岛湖建造一个长为L、截面为S、符合环保要求的水下悬浮隧道--“阿基米德桥”. 请推导出该桥受到的浮力F.若桥自身质量为m0,推导出该桥的最大承载量为m.(ρ、g已知)

试题答案

解:(1)沿缆索画一带箭头的线段,表示缆索对桥体的力的示意图,如图所示:wN0物理好资源网(原物理ok网)

(2)水下悬浮隧道排开水的体积:wN0物理好资源网(原物理ok网)

V=V=SL,wN0物理好资源网(原物理ok网)

FVg=ρgSL,wN0物理好资源网(原物理ok网)

∵隧道悬浮于水中,wN0物理好资源网(原物理ok网)

∴G+G载重=FwN0物理好资源网(原物理ok网)

即:m0g+mg=ρgSL,wN0物理好资源网(原物理ok网)

∴m=ρSL-m0wN0物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)如图所示;wN0物理好资源网(原物理ok网)

(2)该桥受到的浮力为ρgSL,桥的最大承载量为ρSL-m0wN0物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)在力的方向上画一带箭头的线段表示缆索对桥体的力的示意图;wN0物理好资源网(原物理ok网)

(2)求出水下悬浮隧道排开水的体积,利用阿基米德原理求出受到的浮力,由于隧道悬浮于水中,受到的浮力等于桥重加上最大承载重,据此求出该桥的最大承载量.wN0物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查了学生对力的示意图的画法、阿基米德原理、物体的浮沉条件的了解与掌握,利用所学知识解决新鲜事物中的简单问题是最近几年的常见考题,要求灵活运用所学知识.wN0物理好资源网(原物理ok网)

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