Question

15．電氣化鐵路的高壓輸電線，無(wú)論在嚴(yán)冬還是盛夏都要繃直，才能使高壓線與列車的電極接觸良好，這就必須對(duì)高壓線施加恒定的拉力．為此，工程師設(shè)計(jì)了如圖所示的恒拉力系統(tǒng)，其簡(jiǎn)化原理圖如圖所示．實(shí)際測(cè)量得到每個(gè)水泥塊的體積為1.5×10^-2m³，共懸掛20個(gè)水泥塊．已知水泥塊的密度為2.6×10³kg/m³，g取10N/kg．
（1）每個(gè)水泥塊的重力是多少？
（2）滑輪組對(duì)高壓線的拉力是多大？

Answer 1

分析 （1）知道每一個(gè)水泥塊的體積和密度，根據(jù)m=ρV求出質(zhì)量，根據(jù)G=mg求出重力．
（2）求出20個(gè)水泥塊的重力，水泥塊的重力相當(dāng)于滑輪組的拉力，拉高壓線的力相當(dāng)于拉動(dòng)的物體，根據(jù)F=$\frac{1}{n}$F₂，求出拉高壓線的力．

解答 解：（1）由ρ=$\frac{m}{V}$可得每個(gè)水泥塊質(zhì)量：
m=ρV=2.6×10³kg/m³×1.5×10^-2m³=39kg，
每個(gè)水泥塊重力：G=mg=39kg×10N/kg=390N．
（2）由圖知，對(duì)高壓線的拉力有3段繩子承擔(dān)，
F=$\frac{1}{n}$F₂=$\frac{1}{3}$F₂，
則高壓線受到的拉力：
F₂=3F=3×20G=3×20×390N=23400N．
答：（1）每個(gè)水泥塊的重力是390N．
（2）滑輪組對(duì)高壓線的拉力是23400N．

點(diǎn)評(píng) 此題滑輪組是水平放置的，為了便于理解，可以把滑輪組順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90度，滑輪組豎直拉動(dòng)高壓線，學(xué)生容易理解．