课时8.6实践斜拉桥原理和模型制作-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理下册同步学与练（ 沪科版五四制2024）

第八章 简单机械功和能（解析版） 课时8.6 跨学科实践 斜拉桥原理和模型制作 2022年课程标准 物理素养 了解我国古代的技术应用案例，体会我国古代科技对人类文明发展的促进作用。 科学思维：了解桥的结构，通过动手设计并制作桥梁的过程，体会三角形稳定性在桥梁中的实际应用。 科学探究：通过实验探究不同形状的桥梁的承重能力，并进行桥梁支撑结构受力分析。 ‌斜拉桥的原理‌：斜拉桥（Cable-stayed Bridge）是一种将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的桥梁结构。它由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组成，可以看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。斜拉桥通过斜拉索减小了梁体内的弯矩，降低了建筑高度，减轻了结构重量，从而节省了材料‌12。斜拉桥的设计计算特点在于其高次超静定结构特性，通过调整斜拉索的张拉力，可以人为地调整结构的内力和变形，达到理想的状态‌ 斜拉桥 以斜拉索为主要承重构件的桥梁，斜拉桥适用于大跨度且有通航或城市美学景观要求的桥梁建设。 斜拉桥 通过斜拉索将桥面荷载传递到桥塔上，由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种桥跨结构 斜拉桥是将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥。它由梁、斜拉索和塔柱三部分组成。斜拉桥是一种自锚式体系，斜拉索的水平力由梁承受、梁除支承在墩台上外，还支承在由塔柱引出的斜拉索上。按梁所用的材料不同可分为钢斜拉桥、结合梁斜拉桥和混凝土梁斜拉桥。 斜拉桥由斜索、塔柱和主梁所组成。用高强钢材制成的斜索将主粱多点吊起，并将主梁的恒载和车辆荷载传至塔柱，再通过塔柱基础传至地基。这样，跨度软人的主梁就象一根多点弹性支承(吊起)的连续梁一样工作，从而可使主梁尺寸大大减小，结构自重显著减轻，既节省了结构材料，又大幅度地增大桥梁的跨越能力。此外，与悬索桥相比，斜拉桥的结构刚度大，即在荷载作用下的结构变形小得多，且其抵抗风振的能力也比悬索桥好，这也是在斜拉桥可能达到大跨度情况下使悬索桥逊色的重要因素。 斜索在立面上也可布置成不同型式。各种索形在构造上和力学上各有特点，在外形美观上也各具特色。常用的索形布置为竖琴形(图一)和扇形(图二)两种。另一种是辐射形布置(图三) 因其塔顶锚固结构复杂而较少采用 ‌设计并制作一座桥模型制作步骤‌： 设计阶段‌： · 确定模型的比例和尺寸，选择合适的材料（如木材、塑料或轻质金属）。 · 设计桥塔、主梁和斜拉索的形状和布局。 制作桥塔‌： · 根据设计图纸，使用木材或轻质金属材料制作桥塔。可以选择A型、倒Y型、H型或独柱型塔。 · 确保塔的稳定性，可以使用加固材料或内部支撑结构。 制作主梁‌： · 根据设计图纸，制作主梁。主梁可以采用木条、塑料条或金属条拼接而成。 · 主梁的截面可以是工字形或箱形，以确保足够的强度和刚度。 制作斜拉索‌： · 使用细绳、钓鱼线或塑料绳模拟斜拉索。可以根据需要调整绳子的数量和长度。 · 将斜拉索固定在桥塔和主梁上，确保拉索的张紧度和均匀分布。 组装和调试‌： · 将桥塔、主梁和斜拉索组装在一起，确保各部分连接牢固。 · 调整斜拉索的张紧力，使模型达到理想的力学状态。 · 进行功能测试，确保模型在荷载作用下能够保持稳定。 装饰和展示‌： · 对模型进行适当的装饰，如涂色、添加细节等，使其更加逼真。 · 可以将模型放置在展示台上，进行展示和说明。 问题一：桥梁结构的强度探究 1．创新实验小组的同学在学习了压力的知识后，他们提出纸桥能承受的最大压力与什么因素有关呢?于是他们选用相同的纸张做成不同的纸桥进行试验，如图所示，在纸桥中央不断地放上硬币，直到纸桥塌陷，记录此时硬币的个数｡然后，改变桥墩间距，记录纸桥塌陷时硬币个数，数据记录如表｡ 序号 截面形状 桥墩间距（cm） 硬币个数 1 ○○○○ 15 36 2 △△△△ 15 16 3 ○○○○ 4 42 4 △△△△ 2 22 (1)实验中探究的是纸桥能承受的最大压力与桥的 和 的关系； (2)实验中用 来反映纸桥能承受的最大压力； (3)分析实验序号 可以得出纸桥能承受的量大压力与桥墩间距的关系，结论 ； (4)我们学习了探究的七个环节，在本实验中进行了的有：提出问题、 、 、分析与论证、交流与合作｡ 【答案】 截面形状 桥墩间距 纸桥塌陷时硬币个数 1、3或2、4 相同纸张做成的纸桥在截面形状相同时，桥墩间距越小，纸桥能承受的最大压力越大 设计实验与制定计划 进行实验与收集证据 【详解】(1)[1] [2]由图及数据记录可知，实验探究的是纸桥能承受的最大压力与截面形状和桥墩间距的关系。 (2)[3]本实验用到了转换法，用纸桥塌陷时硬币个数表示纸桥能承受的最大压力。 (3)[4]研究纸桥能承受的最大压力与桥墩间距的关系，要控制截面形状相同，故实验序号1（或2）和3（或4）可以得出纸桥能承受的最大压力与桥墩间距的关系。 [5]由表可知当1、3或2、4对比，可得出相同纸张做成的纸桥在截面形状相同时，桥墩间距越小，纸桥能承受的最大压力越大。 (4)[6][7]科学探究的七个环节是提出问题、猜想与假设、设计实验与制定计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作，在本实验中进行了的有：提出问题、设计实验与制定计划、进行实验与收集证据、分析与论证、交流与合作｡ 问题二：桥梁结构的稳定性探究 2．学校在科技节活动中举办了“纸桥大赛”，小明和同学们惊讶地发现，一张纸虽然轻薄，却可承受很大的力，于是他们想探究一张纸能承受的压力和结构的关系。同学们把普通的A4打印纸剪成大小相等的四部分（图甲），分别做成单层棱数不同的正多棱柱进行以下探究。 （1）如图乙所示，将纸张分别沿较长的边和较短的边折成正三棱柱、四棱柱、六棱柱和八棱柱。 （2）如图丙所示，将棱柱放在水平桌面上，把圆形小桶轻轻放在棱柱上，静止时小桶对棱柱的压力大小 （填“大于”“等于”或“小于”）小桶受到的重力。 （3）为了使棱柱受力均匀，放置时应将小桶的中轴线与棱柱的中轴线 ，缓缓向小桶中加水至棱柱变形，用电子秤测量出此时小桶和水的总质量M。 （4）换用不同的棱柱，重复步骤（3），实验数据记录如表。 实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8 多棱柱的高度/cm 10.55 14.85 多棱柱的棱数 三 四 六 八 三 四 六 八 小桶和水的总质量M/g 514 924 1090 2174 665 984 1471 2715 （5）实验中通过比较 ，来判断棱柱能承受的最大压力。 （6）分析比较实验序号1和5、2和6、3和7、4和8四组数据，可以初步得到：用本实验所用的纸张折成多棱柱，棱数相同时，高度较高的能够承受的压力较 。 （7）分析比较实验序号 的数据，可得出结论：用相同的纸张折成高度相同的多棱柱，棱数越多，能承受的压力越大。进一步推理分析可知 柱体所能承受的压力最大，如桥墩基本上都是这样的形状。 【答案】 等于 重合 小桶和水的总质量 大 1、2、3、4（或5、6、7、8） 圆 【详解】（2）将棱柱放在水平桌面上，把圆形小桶轻轻放在棱柱上，静止时小桶受力平衡，小桶对棱柱的压力等于小桶受到的重力。（3）实验中，为了使棱柱受力均匀，两者的重心都在一条竖直线上，即放置时应使小桶的中轴线与棱柱的中轴线重合。（4）实验中缓缓向小桶中加水至棱柱变形，用电子秤测量出此时小桶和水的总质量M，M越大，表明棱柱承受的最大压力越大，所以实验中是通过小桶和水的总质量来判断棱柱能承受的最大压力，采用的是转换法。（6）分析比较实验序号1和5、2和6、3和7、4和8四组数据可知，棱柱的棱数相同，棱柱的高度不同，高度越高，小桶和水的总质量越大，棱柱承受的最大压力越大，故可以初步得到：用本实验所用的纸张折成多棱柱，棱数相同时，高度较高的能够承受的压力较大。（7）探究最大压力与棱柱数的关系时，需要控制棱柱的高度相同，所以需要对比1、2、3、4（或5、6、7、8）的实验数据；根据实验数据可知，用相同的纸张折成高度相同的多棱柱，棱数越多，能承受的压力越大；据此推理可知，圆柱体所能承受的压力最大。 【基础强化】 1．如图，质量分别为m1、m2、m3（m1＞m2）的物体通过轻绳和弹簧连接起来，三个物体均处于静止状态。不计弹簧自重、绳重和摩擦，关于此装置的说法正确的是（　　） A．绳子对 m2的拉力大小为 m2g B．绳子对 m1的拉力大小为 m2g C．弹簧所受拉力大小为（m3﹣m2）g D．地面对 m3的支持力大小为（m2+m3﹣m1）g 【答案】D 【详解】AB．根据定滑轮工作特点可知，绳子对物体m1的拉力等于物体m2对绳子的拉力，等于物体m1的重力，所以，绳子对m2的拉力大小为m1g，故AB错误； C．弹簧所受拉力为物体m2与物体m1的重力之差，即（m1﹣m2）g，故C错误； D．对物体m3进行受力分析可知，物体m3共受到地面的支持力、物体的重力（m3g）、弹簧的拉力（m1﹣m2）g三个力的作用，则地面对m3的支持力大小为 F支=m3g﹣（m1﹣m2）g＝（m2+m3﹣m1）g 故D正确。 故选D。 2．长的细绳上端固定，下端系一个质量的小球，将小球拉起至细绳与竖直方向成角的位置，然后由静止释放，不计空气阻力，则小球摆到最低点时，重力做功 J，绳子做功 J。    【答案】 0.4 0 【详解】[1]不计空气阻力，则小球摆到最低点时，重力做功 [2]做功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。绳子的拉力方向与小球的运动方向垂直，在拉力方向上没有移动距离，绳子的拉力做功为0J。 3．如图所示，压下液压千斤顶杠杆时，能把一个重物顶起来，假设大活塞刚好顶在重物的重心竖直线的位置上，若要在30s内把1t的重物顶起3cm，则大活塞所做的功为 J；若整个装置的机械效率为80%，使用时，人加在杠杆B端竖直向下的力F的平均功率为 W，若杠杆上OA∶OB＝1∶4，则加在杠杆B端的竖直向下的力F的力臂与小活塞对杠杆施加的近似认为是竖直向上力的力臂之比为 。（取g＝10N/kg） 【答案】 300 12.5 4∶1 【详解】[1]要把重物顶起，大活塞所做的功应为 大活塞所做的功应为300J。 [2]人做的功 人加在杠杆B端竖直向下的力F的平均功率为 人加在杠杆B端竖直向下的力F的平均功率为12.5W。 [3]据动力和阻力都在竖直方向，则力臂都在水平方向，根据相似三角形知识可知加在杠杆B端的竖直向下的力F的力臂与小活塞对杠杆施加的近似认为是竖直向上力的力臂之比为等于杠杆长度的比，即 OB∶OA=4∶1 4．在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，实验装置及实验情形如图所示：    （1）实验过程读弹簧测力计示数，应该 （选填“匀速拉动”“静止”）时读数； （2）由图甲知：使用定滑轮不省力，但可以改变 ； （3）由图乙知：使用动滑轮可以省力，但没有省一半的力，原因是 。 【答案】 匀速拉动 拉力的方向 动滑轮重，绳子与滑轮间有摩擦 【详解】（1）[1]在实验中，要探究拉动时，拉力与提升物重的关系，应匀速拉动弹簧测力计，使整个装置处于平衡，且在拉动时，读出测力计的示数。 （2）[2]由图甲知，向各个方向通过定滑轮拉动同一重物时，弹簧测力计的示数保持不变，且等于物重，所以使用定滑轮不省力，但能改变力的方向。 （3）[3]人在提升重物时把动滑轮也提起了，所以动滑轮本身的重力是存在差异的最主要原因；由于转轴之间有摩擦，绳也有一定重量，导致拉力增大。“使用动滑轮能省一半力”是在不考虑动滑轮和摩擦的理想情况下才成立的，在实际实验中，动滑轮的重量和摩擦是客观存在的。 5．某同学研究动滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，研究过程如图所示，请仔细观察图中的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论。已知动滑轮的重为0.2牛。 （1）比较（a）、（b）两图可知： ；、 （2）比较（b）、（c）、（d）三图可知： 【答案】 使用动滑轮提升重物时，可以省一半的力，但不能改变用力方向 使用动滑轮匀速提升相同重物时，拉力方向与竖直方向的夹角越大，拉力越大 【详解】（1）[1]分析比较图（a）、（b）可知：物体和动滑轮的总重为2.2N，使用动滑轮时，拉力为1.1N，可见使用动滑轮匀速提起相同钩码，可以省力，但不能改变用力方向。 （2）[2] 分析比较图（b）、（c）、（d）可知：使用动滑轮匀速提起相同钩码，可以省力，但拉力与竖直方向夹角越大，拉力越大。 6．如图所示，是上海“明珠线”某轻轨站的设计方案图，与站台连接的轨道有一定的坡度。请你从能量转化的角度分析这样设计的优点： 。 【答案】见解析 【详解】轻轨站的设计方案图中，在车进站时，车要停下来，而车此时是有很大的动能，若刹车，就把这些动能转化为内能而损耗；如果进站是上坡，可以把动能转化为重力势能贮存起来；在出站时若是下坡，则可以把重力势能转化为动能，起到节能的作用。 7．小蒲是一个爱思考问题的学生，他看到一小区正在建造的楼房地基上有起重机在不停地吊起地面上的建筑材料，于是他查阅了起重机资料，下面是其中某一款塔式起重机简易示意图（如图甲），小蒲知道了塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装（动滑轮重、绳重及摩擦不计，g取10）。 （1）为保持平衡起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越 （选填“大”或小”）。 （2）图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，滑轮a是 （选填“动滑轮”或“定滑轮”），若钢丝绳能承受的最大拉力为，则能吊起货物的质量不能超过 。 （3）若将重为的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m，再沿水平方向移动20m，则此过程克服重力做功是 J，钢丝绳做功 J。 （4）换用如图丙所示滑轮组，在需要考虑动滑轮重力的情形下，用5000N拉力F将重为8000N的物体匀速在5s时间内提升了0.5m，则该过程中拉力F所做功的功率为 。 【答案】 大 定滑轮 1000W 【详解】（1）[1]由杠杆的平衡条件可知 则由题意可知，、不变，越长，则越大，由可知，配备的平衡重的质量应越大。 （2）[2]由图乙可知，滑轮a固定不动，因此滑轮a为定滑轮。 [3]由图可知，绳子承重段数n为2，当动滑轮重、绳重及摩擦不计时，能吊起货物的重力 可知，能吊起货物的质量 （3）[4]克服重力做功 [5]绳子自由端移动的距离 因为动滑轮重、绳重及摩擦不计，所以钢丝绳的拉力 钢丝绳做的功 （4）[6]由图丙可知n'＝2，绳子自由端移动的距离 拉力F所做功的功率为 2 / 12 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第八章 简单机械功和能（解析版） 课时8.6 跨学科实践 斜拉桥原理和模型制作 2022年课程标准 物理素养 了解我国古代的技术应用案例，体会我国古代科技对人类文明发展的促进作用。 科学思维：了解桥的结构，通过动手设计并制作桥梁的过程，体会三角形稳定性在桥梁中的实际应用。 科学探究：通过实验探究不同形状的桥梁的承重能力，并进行桥梁支撑结构受力分析。 ‌斜拉桥的原理‌：斜拉桥（Cable-stayed Bridge）是一种将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的桥梁结构。它由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组成，可以看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。斜拉桥通过斜拉索减小了梁体内的弯矩，降低了建筑高度，减轻了结构重量，从而节省了材料‌12。斜拉桥的设计计算特点在于其高次超静定结构特性，通过调整斜拉索的张拉力，可以人为地调整结构的内力和变形，达到理想的状态‌ 斜拉桥 以斜拉索为主要承重构件的桥梁，斜拉桥适用于大跨度且有通航或城市美学景观要求的桥梁建设。 斜拉桥 通过斜拉索将桥面荷载传递到桥塔上，由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种桥跨结构 斜拉桥是将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥。它由梁、斜拉索和塔柱三部分组成。斜拉桥是一种自锚式体系，斜拉索的水平力由梁承受、梁除支承在墩台上外，还支承在由塔柱引出的斜拉索上。按梁所用的材料不同可分为钢斜拉桥、结合梁斜拉桥和混凝土梁斜拉桥。 斜拉桥由斜索、塔柱和主梁所组成。用高强钢材制成的斜索将主粱多点吊起，并将主梁的恒载和车辆荷载传至塔柱，再通过塔柱基础传至地基。这样，跨度软人的主梁就象一根多点弹性支承(吊起)的连续梁一样工作，从而可使主梁尺寸大大减小，结构自重显著减轻，既节省了结构材料，又大幅度地增大桥梁的跨越能力。此外，与悬索桥相比，斜拉桥的结构刚度大，即在荷载作用下的结构变形小得多，且其抵抗风振的能力也比悬索桥好，这也是在斜拉桥可能达到大跨度情况下使悬索桥逊色的重要因素。 斜索在立面上也可布置成不同型式。各种索形在构造上和力学上各有特点，在外形美观上也各具特色。常用的索形布置为竖琴形(图一)和扇形(图二)两种。另一种是辐射形布置(图三) 因其塔顶锚固结构复杂而较少采用 ‌设计并制作一座桥模型制作步骤‌： 设计阶段‌： · 确定模型的比例和尺寸，选择合适的材料（如木材、塑料或轻质金属）。 · 设计桥塔、主梁和斜拉索的形状和布局。 制作桥塔‌： · 根据设计图纸，使用木材或轻质金属材料制作桥塔。可以选择A型、倒Y型、H型或独柱型塔。 · 确保塔的稳定性，可以使用加固材料或内部支撑结构。 制作主梁‌： · 根据设计图纸，制作主梁。主梁可以采用木条、塑料条或金属条拼接而成。 · 主梁的截面可以是工字形或箱形，以确保足够的强度和刚度。 制作斜拉索‌： · 使用细绳、钓鱼线或塑料绳模拟斜拉索。可以根据需要调整绳子的数量和长度。 · 将斜拉索固定在桥塔和主梁上，确保拉索的张紧度和均匀分布。 组装和调试‌： · 将桥塔、主梁和斜拉索组装在一起，确保各部分连接牢固。 · 调整斜拉索的张紧力，使模型达到理想的力学状态。 · 进行功能测试，确保模型在荷载作用下能够保持稳定。 装饰和展示‌： · 对模型进行适当的装饰，如涂色、添加细节等，使其更加逼真。 · 可以将模型放置在展示台上，进行展示和说明。 问题一：桥梁结构的强度探究 1．创新实验小组的同学在学习了压力的知识后，他们提出纸桥能承受的最大压力与什么因素有关呢?于是他们选用相同的纸张做成不同的纸桥进行试验，如图所示，在纸桥中央不断地放上硬币，直到纸桥塌陷，记录此时硬币的个数｡然后，改变桥墩间距，记录纸桥塌陷时硬币个数，数据记录如表｡ 序号 截面形状 桥墩间距（cm） 硬币个数 1 ○○○○ 15 36 2 △△△△ 15 16 3 ○○○○ 4 42 4 △△△△ 2 22 (1)实验中探究的是纸桥能承受的最大压力与桥的 和 的关系； (2)实验中用 来反映纸桥能承受的最大压力； (3)分析实验序号 可以得出纸桥能承受的量大压力与桥墩间距的关系，结论 ； (4)我们学习了探究的七个环节，在本实验中进行了的有：提出问题、 、 、分析与论证、交流与合作｡ 问题二：桥梁结构的稳定性探究 2．学校在科技节活动中举办了“纸桥大赛”，小明和同学们惊讶地发现，一张纸虽然轻薄，却可承受很大的力，于是他们想探究一张纸能承受的压力和结构的关系。同学们把普通的A4打印纸剪成大小相等的四部分（图甲），分别做成单层棱数不同的正多棱柱进行以下探究。 （1）如图乙所示，将纸张分别沿较长的边和较短的边折成正三棱柱、四棱柱、六棱柱和八棱柱。 （2）如图丙所示，将棱柱放在水平桌面上，把圆形小桶轻轻放在棱柱上，静止时小桶对棱柱的压力大小 （填“大于”“等于”或“小于”）小桶受到的重力。 （3）为了使棱柱受力均匀，放置时应将小桶的中轴线与棱柱的中轴线 ，缓缓向小桶中加水至棱柱变形，用电子秤测量出此时小桶和水的总质量M。 （4）换用不同的棱柱，重复步骤（3），实验数据记录如表。 实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8 多棱柱的高度/cm 10.55 14.85 多棱柱的棱数 三 四 六 八 三 四 六 八 小桶和水的总质量M/g 514 924 1090 2174 665 984 1471 2715 （5）实验中通过比较 ，来判断棱柱能承受的最大压力。 （6）分析比较实验序号1和5、2和6、3和7、4和8四组数据，可以初步得到：用本实验所用的纸张折成多棱柱，棱数相同时，高度较高的能够承受的压力较 。 （7）分析比较实验序号 的数据，可得出结论：用相同的纸张折成高度相同的多棱柱，棱数越多，能承受的压力越大。进一步推理分析可知 柱体所能承受的压力最大，如桥墩基本上都是这样的形状。 【基础强化】 1．如图，质量分别为m1、m2、m3（m1＞m2）的物体通过轻绳和弹簧连接起来，三个物体均处于静止状态。不计弹簧自重、绳重和摩擦，关于此装置的说法正确的是（　　） A．绳子对 m2的拉力大小为 m2g B．绳子对 m1的拉力大小为 m2g C．弹簧所受拉力大小为（m3﹣m2）g D．地面对 m3的支持力大小为（m2+m3﹣m1）g 2．长的细绳上端固定，下端系一个质量的小球，将小球拉起至细绳与竖直方向成角的位置，然后由静止释放，不计空气阻力，则小球摆到最低点时，重力做功 J，绳子做功 J。    3．如图所示，压下液压千斤顶杠杆时，能把一个重物顶起来，假设大活塞刚好顶在重物的重心竖直线的位置上，若要在30s内把1t的重物顶起3cm，则大活塞所做的功为 J；若整个装置的机械效率为80%，使用时，人加在杠杆B端竖直向下的力F的平均功率为 W，若杠杆上OA∶OB＝1∶4，则加在杠杆B端的竖直向下的力F的力臂与小活塞对杠杆施加的近似认为是竖直向上力的力臂之比为 。（取g＝10N/kg） 4．在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，实验装置及实验情形如图所示：    （1）实验过程读弹簧测力计示数，应该 （选填“匀速拉动”“静止”）时读数； （2）由图甲知：使用定滑轮不省力，但可以改变 ； （3）由图乙知：使用动滑轮可以省力，但没有省一半的力，原因是 。 5．某同学研究动滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，研究过程如图所示，请仔细观察图中的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论。已知动滑轮的重为0.2牛。 （1）比较（a）、（b）两图可知： ；、 （2）比较（b）、（c）、（d）三图可知： 6．如图所示，是上海“明珠线”某轻轨站的设计方案图，与站台连接的轨道有一定的坡度。请你从能量转化的角度分析这样设计的优点： 。 7．小蒲是一个爱思考问题的学生，他看到一小区正在建造的楼房地基上有起重机在不停地吊起地面上的建筑材料，于是他查阅了起重机资料，下面是其中某一款塔式起重机简易示意图（如图甲），小蒲知道了塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装（动滑轮重、绳重及摩擦不计，g取10）。 （1）为保持平衡起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越 （选填“大”或小”）。 （2）图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，滑轮a是 （选填“动滑轮”或“定滑轮”），若钢丝绳能承受的最大拉力为，则能吊起货物的质量不能超过 。 （3）若将重为的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m，再沿水平方向移动20m，则此过程克服重力做功是 J，钢丝绳做功 J。 （4）换用如图丙所示滑轮组，在需要考虑动滑轮重力的情形下，用5000N拉力F将重为8000N的物体匀速在5s时间内提升了0.5m，则该过程中拉力F所做功的功率为 。 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