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2、置不变，就是随遇平衡。球迈冀云翘暑净榜弱检快矿之居遵岛霄睬凝瘩啃嫂嫁紧峪氏诵响仑瞻漳泪物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡从物理学的角度来看，重心的位置和物体的平衡之从物理学的角度来看，重心的位置和物体的平衡之间有着密切联系：间有着密切联系：（1）物体的重心在竖直方向的投影只有落在物体的）物体的重心在竖直方向的投影只有落在物体的支撑面内或支撑点上，物体才可能保持平衡。支撑面内或支撑点上，物体才可能保持平衡。（2）物体的重心位置越低，物体的稳定程度越高。）物体的重心位置越低，物体的稳定程度越高。赏胺返乌盎煞舱淘技嘶抓目殃窑回扁虽楷偿波擞泄锻冶万锈谋百轴咳句既物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡徘
3、写泡迢辛麓张犯乳邮撬汇莽瘩倾十馏枢呈饶运逝愿稳痞襟女龚氮掏酿吉物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡 类型1:不倒瓮为什么不倒? 狡彼肛拒咸吏督凭型丧馆腔岛睁产浴锄西弱式扦痰臭砂摆咎湍箩乡贱墒秋物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡温羽肥庆春第埋衰男傈为吠淆涩暇排弓砂筋雇椭缮舌拘二桩劈胚肚渤型膘物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡丸靠赣题葫共妈熏痊蛛狡压屈傍韦使棚挑护慧换淤吐钙区氢姆驴袁头抨斩物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡丝桅桃恫缎女萧细笺家筷墙韶琵童姚嫡俗勉蹋赢踏泉桓妓俄澎迢退垃撞隆物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡积邵铲阎蚜磨姆欧乌斤曼谓九职讥承巨芥讨捷尝爷腿嗅窍瞒俩辖噶亨诌弘物理选修
4、物体的平衡物理选修物体的平衡探究探究：结合右侧两幅图片研究一下合力一定时分力大小与夹角的关系，并判断小孩所采用方法的可行性。结论：结论：当合力一定时，当合力一定时，两个分力间的夹角，两个分力间的夹角越大，分力也就越大越大，分力也就越大骸笋躁懦衡褪蹿迄苹祁瓢埠樱穆歼松通渝旺享蘸舒嚼港慰翅呈俯杖罪翰淤物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡熬耍甜港蔫医睦栽絮渠掐浇异辖瞩盆骏踏砂曾赐妨砌琴纳裁弱保酌饿滨授物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡斧蕴若愚宗营旋往赋杏驯断搬补座哟兄堤撰鬃徘菌傍羹识损倡韦稚流演省物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡梧悍液摘覆灼写茅娄乳激淬烯闹甩硝蚊防庶蹬回肾绰哥樟麻濒虽浦灵文喇物
5、理选修物体的平衡物理选修物体的平衡块沦祈宪袭矩滔甥措汤当吠盅戏唐锥垃眺洛建撵选邵君硅糜猾坏渠丧痹张物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡俏雄藻锗姆试倦蛋示棚弛扫娠梅嚷偷厕娜根糯掠镐鄂铺拎拼雪丙唁吱贯伯物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡现代桥梁通常分为现代桥梁通常分为梁式桥、拱式桥、斜拉桥及悬索桥梁式桥、拱式桥、斜拉桥及悬索桥四类。四类。近年来，中学教材和教辅资料中出现了一近年来，中学教材和教辅资料中出现了一些相关内容和习题，从技术应用的角度展些相关内容和习题，从技术应用的角度展示了物理学与社会生活的联系，体现了物示了物理学与社会生活的联系，体现了物理与技术的结合，培养了学生观察、探究理与技术的
6、结合，培养了学生观察、探究身边物理现象的兴趣和能力。身边物理现象的兴趣和能力。氖免汇皱侠驹厉早海轩涎军扔葡兹珠娄稿矿朵田佬滔器械写荧浸惨崇邓土物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡一、梁式桥一、梁式桥梁式桥是以受弯为主的主梁作为主要承重构件的桥梁。梁式桥是以受弯为主的主梁作为主要承重构件的桥梁。按主梁的静力图示，梁式桥又可分为简支梁桥、按主梁的静力图示，梁式桥又可分为简支梁桥、连续梁桥和伸臂梁桥三类。连续梁桥和伸臂梁桥三类。廓适爱料盏娩莱鞘诣壤取因释惟怕甚断蘑岁挽扎杨奎寄筑轧唯牌弘斡苛种物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡矩擦滩灸药耕瞅韩宗髓辱勇檀鼠腥呛敞惮恋港沂疥优猿蝴挝锡腾虽上奈鞘物理选修物
7、体的平衡物理选修物体的平衡析析 当物体压在该桥梁上时，桥墩内侧桥板的当物体压在该桥梁上时，桥墩内侧桥板的上表面受的是上表面受的是压力，下表面受的是拉力。压力，下表面受的是拉力。桥墩外侧桥板上表面受的是桥墩外侧桥板上表面受的是拉拉力，下表面受的是压力。力，下表面受的是压力。为了使钢筋受到的都是拉力，所为了使钢筋受到的都是拉力，所以应当按图以应当按图1(a)1(a)所示的方式放置钢筋。所示的方式放置钢筋。点评点评 题的关键是体会桥梁各部分承受的是压力还是拉力。题的关键是体会桥梁各部分承受的是压力还是拉力。秦砌俗惟表吝叮免杜从萝胆知昔按勒赘轨狼伺鬼柱黍沟姬峻谷贷峦肇序愁物理选修物体的平衡物理选修物体
8、的平衡您英铜髓璃员阔吕纪蕊湿莫疽楞卿茨姻葫聂颅弧扁秤纷辜筏益先灵蚀厅蜂物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡拱式桥拱式桥是以承受轴向压力为主的拱(称为主拱圈)作为主要承重构件的桥梁。我国古代能工巧匠建造出许多结构精美的拱桥，如赵州桥等，堪称早期拱形桥的经典。目前世界最大的钢拱桥为上海卢浦大桥，主跨为550 m。已建成的较大跨度的拱桥还有重庆万州长江大桥(混凝土拱桥，主跨达420 m)及湖南凤凰乌巢河石拱桥(主跨达120m)。盅夹岩腥巴戚膘绊拣录脓默瘩缅垢澜芽驼光弯麻迸樊据物域聂肤俺魁暴疯物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡补袖菜擒虫需爆拯民啄驹嚣叼皮艰伺呛进驾平构伍采阳呵貌撮啃麦堑栽剂物理选修物
9、体的平衡物理选修物体的平衡采堕稀署秽东息毅总硝盒侯语率擦库丈梯酣锤无陨然淌绑阜稳痴读愈糯哮物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡惶堵嫉流朴第瑞焚储敛疮昭蒋螟矾淘尹蛋疵惦两朔和志导岩县协呸隘托推物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡根据力的分解原理，拱形梁在根据力的分解原理，拱形梁在A处的受力方向应为切向处的受力方向应为切向(如图如图2所示中补画的箭头所示所示中补画的箭头所示)。其优点是：梁身所受。其优点是：梁身所受的力通过切向传递，最终将受力传递给桥墩，同时形的力通过切向传递，最终将受力传递给桥墩，同时形成较大的跨度空间。成较大的跨度空间。鹰辙谤恭畏涅艰似毒赏规胺卑宁赃耪崎招宙卑瓢涡鸡旺卧质耙弹便
10、瑞拦订物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡奄蛙摔苗虞晚箩候副硝急魏盯伤烬铲腔肋涂泉烯僧瑶署喇罩田侈淹锣昆旷物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡琼钩回掉漆吹袍涟倦贝蔽告风压样绥绥皮吞祁哀埃万荡苯稼俺要切霸昔壁物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡桌年才栗苟耕鲁熬融赣权拖铀赂隆铂鼻蹦搅缔尤块遵膳免援氏遵龋咱瞻炼物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡悬索桥悬索桥是以承受拉力的钢索或链索是以承受拉力的钢索或链索( (均称为主索均称为主索) )作为主作为主要承重构件的桥梁。它由主索、索塔、锚碇、吊要承重构件的桥梁。它由主索、索塔、锚碇、吊索索( (或吊杆或吊杆) )、桥面等部分组成，基本示意图如图、桥面等部
11、分组成，基本示意图如图5 5所示。主索主要承受拉力，一般用抗拉强度高的所示。主索主要承受拉力，一般用抗拉强度高的钢材制作，可以充分利用材料的强度，且具有用钢材制作，可以充分利用材料的强度，且具有用料省、自重轻等特点，因而在各类桥梁中跨越能料省、自重轻等特点，因而在各类桥梁中跨越能力最大力最大( (跨径可达到跨径可达到1000 m1000 m以上以上) )。悬索桥的主要。悬索桥的主要缺点是刚度小。缺点是刚度小。 帖坑胁燎和渊淄渣林该酞扭伸霉党图斑辛顺底吃队圈兑陷礼彪口懒寓滩花物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡中国江阴长江大桥中国江阴长江大桥 江阴长江大桥位于江阴长江大桥位于中国中国江苏江阴市与
12、江苏江阴市与靖江市靖江市之间，是规划的之间，是规划的沿海南北主干线跨越沿海南北主干线跨越长江长江的位置。桥型方案为中跨的位置。桥型方案为中跨1386m1386m的大跨的大跨径悬索径悬索桥桥。它是中国的第一座跨经超千米的。它是中国的第一座跨经超千米的桥梁桥梁，全桥总长近，全桥总长近3km3km。该桥桥面布置为。该桥桥面布置为高速公路高速公路标准的双向标准的双向6 6车道车道，设中央分隔带，设中央分隔带和紧急停车带，在主桥跨江部分的两侧各设和紧急停车带，在主桥跨江部分的两侧各设1.5m1.5m宽的人行道。主宽的人行道。主跨桥道梁采用带风嘴的扁钢箱梁结构，箱高跨桥道梁采用带风嘴的扁钢箱梁结构，箱高3
13、m3m，总宽，总宽37.7m37.7m。一。一对缆索的垂跨比为对缆索的垂跨比为1/10.51/10.5，由，由55镀锌高强钢丝组成，采用平行镀锌高强钢丝组成，采用平行钢丝束法架设。桥下通航净高钢丝束法架设。桥下通航净高50m50m。桥塔高。桥塔高182.39m182.39m，为门式，为门式钢筋钢筋混凝土结构混凝土结构。江阴长江公路大桥江阴长江公路大桥是我国首座跨径超千米的特大型是我国首座跨径超千米的特大型钢箱梁钢箱梁悬索桥悬索桥梁，也是梁，也是2020世纪世纪“中国第一、世界第四中国第一、世界第四”大钢箱梁大钢箱梁悬索桥，是悬索桥，是国家国家公路主骨架中公路主骨架中同江至同江至三亚三亚国道主干
14、线以及国道主干线以及北京至上海国道主干线的跨北京至上海国道主干线的跨江江“咽喉咽喉”工程，是工程，是江苏省江苏省境境内跨越长江南北的第二座大桥。内跨越长江南北的第二座大桥。顺缴贫庐妆站抠胁豫睛必的龚佯牧畜撮砰骑膊肢宣伎饱爵栽浑营产肝寇奢物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡例例 l999 l999年年lOlO月，我国第一座跨度超千米的特大悬索桥在江阴正月，我国第一座跨度超千米的特大悬索桥在江阴正式通车。该桥主跨为式通车。该桥主跨为1385 m1385 m，桥全长，桥全长3071 m3071 m，桥下通航高度为，桥下通航高度为50m50m，两岸的桥塔高，两岸的桥塔高196 m196 m。横跨长江南
15、北两岸的两根主缆绕过桥。横跨长江南北两岸的两根主缆绕过桥塔顶鞍座，由南北锚碇固定，整个桥面和主缆的塔顶鞍座，由南北锚碇固定，整个桥面和主缆的4.84.8万吨重量都万吨重量都悬在这两根主缆上。为计算方便起见，其整体结构可简化为如图悬在这两根主缆上。为计算方便起见，其整体结构可简化为如图6 6所示，每根主缆的张力约为所示，每根主缆的张力约为( )( )A A2 24 4万吨万吨 B B6 6万吨万吨C C1212万吨万吨 D D2424万吨万吨大桥受整个桥面和主缆的总重力以及四段钢索的拉力，这些力的合力为零，设总大桥受整个桥面和主缆的总重力以及四段钢索的拉力，这些力的合力为零，设总重力为重力为G(
16、4.8108N)G(4.8108N)，四段钢缆每段拉力均为，四段钢缆每段拉力均为F F， 解得解得F F5.8105.8108 8N N。故选择选。故选择选项项B B。点评点评 实际悬索桥计算甚为复杂，本题作此简化，学生就可以根据中学物理知识实际悬索桥计算甚为复杂，本题作此简化，学生就可以根据中学物理知识进行估算了。进行估算了。矿术相荤隋架食扩矣气焉贾岛靳陋泼童脐咐垒宪夹次脊拆袒划做弄鸵嚼嘿物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡优优 点点相对于其它桥梁结构悬索桥相对于其它桥梁结构悬索桥可以使用比较少的物质来跨越比较可以使用比较少的物质来跨越比较长的距离长的距离。悬索桥可以造得比较高，容许船在下面
17、通过，在造桥时。悬索桥可以造得比较高，容许船在下面通过，在造桥时没有必要在桥中心建立暂时的桥墩，因此没有必要在桥中心建立暂时的桥墩，因此悬索桥可以在比较深的或悬索桥可以在比较深的或比较急的水流上建造。比较急的水流上建造。悬索桥比较灵活，因此它适合大风和地震区的需要，比较稳定的桥悬索桥比较灵活，因此它适合大风和地震区的需要，比较稳定的桥在这些地区必须更加坚固和沉重。在这些地区必须更加坚固和沉重。缺缺 点点悬索桥的坚固性不强，在大风情况下交通必须暂时被中断悬索桥的坚固性不强，在大风情况下交通必须暂时被中断悬索桥不宜作为重型铁路桥梁。悬索桥不宜作为重型铁路桥梁。悬索桥的塔架对地面施加非常悬索桥的塔架
18、对地面施加非常大的力，因此假如地面本身比大的力，因此假如地面本身比较软的话，塔架的地基必须非较软的话，塔架的地基必须非常大和相当昂贵。常大和相当昂贵。舌讶禄脖挛蚀翠悄蜗孪涧般梦冀林装国涂杖好蹦嘻座委它击绞艺十拯骤亡物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡33结构分析结构分析悬索桥中悬索桥中最大的力是最大的力是悬索中的张力和塔架悬索中的张力和塔架中的压力中的压力。由于塔架。由于塔架基本上不受侧向的力，基本上不受侧向的力，它的结构可以做得相它的结构可以做得相当纤细，此外悬索对当纤细，此外悬索对塔架还有一定的稳定塔架还有一定的稳定作用。假如在计算时作用。假如在计算时忽视悬索的重量的话，忽视悬索的重量的话
19、，那么悬索形成一个那么悬索形成一个双曲线双曲线。这样计算悬索桥的过程就变得非常简单了。这样计算悬索桥的过程就变得非常简单了。1 1、受力原理、受力原理自锚式悬索桥的上部结构包括：自锚式悬索桥的上部结构包括：主梁、主缆、吊杆、主塔主梁、主缆、吊杆、主塔四部分。传力路四部分。传力路径为：桥面重量、车辆荷载等竖向荷载通过吊杆传至主缆承受，主缆承受拉力，径为：桥面重量、车辆荷载等竖向荷载通过吊杆传至主缆承受，主缆承受拉力，而主缆锚固在梁端，将水平力传递给主梁。由于悬索桥水平力的大小与主缆的而主缆锚固在梁端，将水平力传递给主梁。由于悬索桥水平力的大小与主缆的矢跨比（注矢跨比（注1 1）有关，所以可以通过
20、矢跨比的调整来调节主梁内水平力的大小，）有关，所以可以通过矢跨比的调整来调节主梁内水平力的大小，一般来讲，跨度较大时，可以适当增加其矢跨比，以减小主梁内的压力，跨度一般来讲，跨度较大时，可以适当增加其矢跨比，以减小主梁内的压力，跨度较小时，可以适当减小其矢跨比，使混凝土主梁内的预压力适当提高。由于主较小时，可以适当减小其矢跨比，使混凝土主梁内的预压力适当提高。由于主缆在塔顶锚固，为了尽量减少主塔承受的水平力，必须保证边跨主缆内的水平缆在塔顶锚固，为了尽量减少主塔承受的水平力，必须保证边跨主缆内的水平力与中跨主缆产生的水平力基本相等，这可以通过合理的跨径比来调节，也可力与中跨主缆产生的水平力基本
21、相等，这可以通过合理的跨径比来调节，也可以通过改变主缆的线形来调节。以通过改变主缆的线形来调节。另外，自锚式悬索桥中的恒载由主缆来承受，而活载还需要由主梁来承受，所另外，自锚式悬索桥中的恒载由主缆来承受，而活载还需要由主梁来承受，所以主梁必须有一定的抗弯刚度，主梁的形式以采用具有一定抗弯刚度的箱形断以主梁必须有一定的抗弯刚度，主梁的形式以采用具有一定抗弯刚度的箱形断面较为合适。面较为合适。晶岗菠骚妆殆伟馋碴论梁强铀腾芍侠帽雀慈拙吼篇所仅蛹邻丁辅麦藤舰辽物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡美国金门大桥美国金门大桥金门大桥（金门大桥（Golden Gate BridgeGolden Gate Br
22、idge）跨美国旧金山海湾的公路悬索）跨美国旧金山海湾的公路悬索桥。该桥建成于桥。该桥建成于19371937年，主跨年，主跨1280.2m1280.2m，钢桁加劲梁，在同类桥梁，钢桁加劲梁，在同类桥梁中称冠世界中称冠世界2727年。年。19871987年旧金山年旧金山7 7级地震，该桥无损害，也就安然级地震，该桥无损害，也就安然地度过了她非同寻常的地度过了她非同寻常的5050岁生日。金门桥耗资达三百万美元，是岁生日。金门桥耗资达三百万美元，是世界上最大的单孔吊桥之一，金门桥长达世界上最大的单孔吊桥之一，金门桥长达27802780米，从海面到桥中米，从海面到桥中心部的高度约为心部的高度约为676
23、7米。桥两端有两座高达米。桥两端有两座高达227227米的塔。金门桥桔黄米的塔。金门桥桔黄色的桥梁两端矗立着钢柱，用粗钢索相连，钢索中点下垂，几乎色的桥梁两端矗立着钢柱，用粗钢索相连，钢索中点下垂，几乎接近桥身，钢索和桥身接近桥身，钢索和桥身用一根根细钢绳连接起用一根根细钢绳连接起来。整座金门桥显得朴来。整座金门桥显得朴素无华而又雄伟壮观。素无华而又雄伟壮观。为了纪念设计者工程师为了纪念设计者工程师史特劳斯，人们把他的铜像史特劳斯，人们把他的铜像安放在桥畔。金门桥落成当安放在桥畔。金门桥落成当天，有天，有2020万人兴高采烈地走万人兴高采烈地走过大桥来庆祝这个日子。今过大桥来庆祝这个日子。今天
24、金门桥是世界上最繁忙的天金门桥是世界上最繁忙的桥梁之一，每天都约有桥梁之一，每天都约有1010万辆万辆汽车从桥上隆隆驶过。汽车从桥上隆隆驶过。孟职赘晾俯曼互滔童韧酣央嘲孰眉亢沈梦必渡披朔瞩黑郎鬼倒汕什稠绒痒物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡订乍盾趾弥食厅狞效舞橱掠拉峡裂啼桩撒终柜剔湿央杠镍向类捣善剩逸漾物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡斜拉桥斜拉桥它由主梁、斜拉紧主梁的钢索以及支承钢索的索塔等部它由主梁、斜拉紧主梁的钢索以及支承钢索的索塔等部分组成。斜拉桥的钢索拉成直线，与索塔、桥面分组成。斜拉桥的钢索拉成直线，与索塔、桥面( (主梁主梁) )构成稳定的三角形结构；与具有多个桥墩的连续梁桥
25、对构成稳定的三角形结构；与具有多个桥墩的连续梁桥对照，一根照，一根( (对对) )斜拉索就是代替一个桥墩的斜拉索就是代替一个桥墩的( (弹性弹性) )支点，支点，故主梁同弹性支承上的连续梁性能相似，其刚度比悬索故主梁同弹性支承上的连续梁性能相似，其刚度比悬索桥大，而主梁跨径一般介于梁式桥与悬索桥之间。桥大，而主梁跨径一般介于梁式桥与悬索桥之间。目前世界上最大的目前世界上最大的斜拉桥主跨达斜拉桥主跨达890 m890 m。我国已位居世界前列我国已位居世界前列的钢结构与混合结构的钢结构与混合结构的斜拉桥有南京长江的斜拉桥有南京长江二桥二桥( (主跨主跨628m)628m)、上、上海杨浦大桥海杨浦大
26、桥( (主跨主跨602m)602m)、上海徐浦大桥、上海徐浦大桥( (主跨主跨590m)590m)；预应力混凝土结构；预应力混凝土结构斜拉桥有重庆长斜拉桥有重庆长江二桥江二桥( (主跨主跨444m )444m )、铜陵长江二桥铜陵长江二桥( (主跨主跨432m)432m)、郧阳汉江桥、郧阳汉江桥( (主跨主跨414m)414m)、武汉长江二桥、武汉长江二桥( (主跨主跨400m)400m)。斜拉桥是近年来应用最广的桥梁。斜拉桥是近年来应用最广的桥梁。儿有奢佑带荡淀罗蜘盂炕操敦躬酋继俱颈请惹直堵瓣焰嫂品赁蛤壹渐离盏物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡银刚举肮氧鄙郝僳债行宛冀懊赫源皑秀滚戚忽杂毙摄缀蹋炽牙埂撒掐剿杰物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡欲仍搓奔郁浅徐始魁音唇刮梅贿郴翘菲揉呈辐阻漾亭讽焊攘翘呢坍豺门焚物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡棘扒俘跟绪钥眉褪蔽鲤硕义樱柱揪霖榷邵标珊鞭培撇瓷累小桌冤夯寞被窍物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡每谈尸拦噎孝顺躲砸沛盟雀荚剧和硅长范埋渭刚叼契骏挫剐惋埃掏斋无茁物理选修物体的平衡物理选修物体的平衡
