Question

蕪湖長江大橋，這座目前我國科技含量最高的特大型公、鐵路兩用斜拉索橋梁的建成，大橋的建設，用到了很多物理學的知識和研究方法．將大橋的結構進行簡化，取其部分可以抽象成如圖所示的模型．
①可以看出它用到了________的相關知識，其中O是________，________代表橋重和過往車輛等產生的對橋的作用力．
②為了減小鋼索承受的拉力，在需要與可能的前提下，可以適當增加橋的高度，請分析原因．
③假如讓你來設計新的斜拉索式大橋，你還能提出什么方法可以減輕鋼索承受的拉力？（說出一種方法即可）
④你知道嗎？在上述的研究中，我們用到了物理學中很重要的一種研究方法：建立模型．建立模型可以幫助人們透過現(xiàn)象，忽略次要因素，從本質認識和處理問題；建立模型還可以幫助人們研究不是甚至無法直接觀察的現(xiàn)象．想想看，在初中物理學習中，你在研究哪些問題時也用到了這種方法？請你舉一例具體說明．（本題實例除外）

Answer 1

杠桿    支點    F₁
分析：（1）通過圖示的模型結合杠桿的定義，即可確定它用到的相關知識．
（2）通過橋高度的變化，結合圖示模型分析出杠桿五要素中哪個量發(fā)生了變化，然后再利用杠桿平衡條件分析出原因．
（3）由于鋼索克服的是橋重和過往車輛等產生的對橋的壓力，從這個角度來減輕鋼索承受拉力
解答：（1）圖丁所示的模型，可以看做是一個在力的作用下靜止在水平位置的硬棒，結合杠桿的定義，即可知道它就是杠桿的模型．所以用到了杠桿的知識．其中O是支點，F(xiàn)1代表橋重和過往車輛等產生的對橋的作用力．
（2）由圖可知，若增加塔橋的高度，即增加了支點O到F2的距離，即增大了動力臂L1，根據公式F₁=，可以得到，在阻力和阻力臂，不變的情況下，動力臂越大，動力越小即橋對鋼索的拉力就越�。�
（3）由于鋼索承受的是橋重和過往車輛等產生的對橋的作用力，所以要減輕鋼索承受的拉力，就要從減輕橋的自身重力和載重汽車的最大載重量來入手考慮．即使用新型材料，減小橋自重；限制載重汽車的最大載重量．
故答案為：（1）杠桿；支點；F₁．
（2）增加橋塔的高度，可以增大拉力的力臂，拉力會隨之減�。�
（3）使用新型材料，減小橋自重．
（4）在研究磁場時，引入“磁感線”；采用的是理想模型法；磁場看不見、摸不著，在探究“通電螺線管磁場”的實驗中，為了研究通電螺線管周圍的磁場分布情況，我們通常選用小鐵屑做實驗來顯示其周圍的磁場分布情況，通過觀察通電螺線管的外部磁場分布情況，可以看出：通電螺線管周圍的磁場分布與條形磁鐵的相類似．
點評：將圖示的鋼索斜拉橋抽象成杠桿模型是解決此題的突破口；將所學的物理知識與生活實際相聯(lián)系．