Question

電氣化鐵路的高壓輸電線，無論在嚴(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，這就必須對高壓線施加恒定的拉力．為此，工程師設(shè)計(jì)了如圖甲所示的恒拉力系統(tǒng)，其簡化原理圖如圖乙所示．實(shí)際測量得到每個(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．（不計(jì)滑輪和鋼絲繩的重力和一切摩擦）求：
（1）每個(gè)水泥塊的重力是多少？
（2）請指出圖乙中的動(dòng)滑輪和定滑輪分別是哪個(gè)？
（3）滑輪組對高壓線的拉力是多大？

Answer 1

【答案】分析：（1）知道水泥塊的密度和體積，根據(jù)密度公式m=ρV和重力公式G=mg計(jì)算；
（2）滑輪的軸固定不動(dòng)的叫定滑輪，軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪，據(jù)此判斷；
（3）將滑輪組沿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到豎直位置觀察，F(xiàn)₂相當(dāng)于物重，F(xiàn)₁為拉力，根據(jù)滑輪組的組成得出n=3，所以省力情況：F₁=F₂．
解答：解：（1）G=mg=ρgV=2.6×10³kg/m³×1.5×10^-2m³×10N/kg=3.9×10²N；
（2）由圖可知，AB的轉(zhuǎn)軸固定，A、B為定滑輪，C可以左右移動(dòng)為動(dòng)滑輪；
（3）懸掛20個(gè)水泥塊，F(xiàn)₁=20G=20×3.9×10²N；
∵F₁=F₂
∴F₂=3F₁=3×20×3.9×10²N=2.34×10⁴N
答：（1）每個(gè)水泥塊的重力是3.9×10²N；
（2）A、B為定滑輪，C為動(dòng)滑輪；
（3）滑輪組對高壓線的拉力是2.34×10⁴N．
點(diǎn)評：本題綜合了重力知識(shí)、密度知識(shí)、滑輪組的知識(shí)，靈活利用，解決實(shí)際問題