斜拉桥是我国大跨径桥梁最流行的桥型之一。目前为止建成或正在施工的斜拉桥共有30余座,仅次于德国、日本,居世界第三位,而大跨径混凝土斜拉桥的数量已居世界第一。我国一直以发展混凝土斜拉桥为主,近几年我国开始修建钢与混凝土的混合式斜拉桥,如汕头大桥,主跨518 m;武汉长江第三大桥,主跨618 m等。某校研究性学习小组的同学们很想知道每根长50 m、横截面积为400 cm2的斜拉桥悬索能承受的最大拉力。由于悬索很长,抗断拉力又很大,直接测量很困难,同学们取来了同种材料制成的样品进行实验。探究由胡克定律可知,在弹性限度内,弹簧的弹力F与形变量x成正比,其比例系数与弹簧的长度、横截面积及材料有关。因而同学们猜想,悬索可能也遵循类似的规律。 (1)同学们准备像“探究弹簧弹力与弹簧伸长量之间关系”的实验一样将样品竖直悬挂,再在其下端挂上不同重量的重物,来完成本实验。但有同学说悬索的重力是不可忽略的,为了避免悬索所受重力对实验的影响,你认为可行的措施应该是:______________________________________。 (2)同学们通过游标卡尺测样品的直径来测定其横截面积,某次测量的结果如图所示,则该样品的直径为_____________。 |
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(3)经过同学们充分的讨论,不断完善实验方案,最后实验取得数据如下: |
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①分析样品C的数据可知,其所受拉力F(单位:N)与伸长量x(单位:m)遵循的函数关系式是____; ②对比各样品的实验数据可知,悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比,其比例系数与悬索长度____成正比、与悬索的横截面积____成正比。 |