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【阿基米德桥】阿基米德桥是一种基于阿基米德原理 被固...

时间:2021-09-30 15:18:50

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【阿基米德桥】阿基米德桥是一种基于阿基米德原理 被固...

问题补充:

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

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.

(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)

(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浮.若桥自身质量为m0,推导出该桥的最大承载量为m.(ρ水、g已知) 物理

答案:

【答案】 (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:

(2)水下悬浮隧道排开水的体积:

V排=V=SL,

F浮=ρ水V排g=ρ水gSL,

∵隧道悬浮于水中,

∴G桥+G载重=F浮,

即:m0g+mg=ρ水gSL,

∴m=ρ水SL-m0.

答:(1)如图所示;

(2)该桥受到的浮力为ρ水gSL,桥的最大承载量为ρ水SL-m0.

【问题解析】

(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;(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. 名师点评本题考点 阿基米德原理;力的示意图;物体的浮沉条件及其应用. 考点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.

【本题考点】

阿基米德原理;力的示意图;物体的浮沉条件及其应用. 考点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.

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