Question

電氣化鐵路的高壓輸電線，無論在嚴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，工程師設計了如圖甲所示的恒拉力系統，其簡化原理圖如圖乙所示．實際測量得到每個水泥塊的體積為1.5×10^-2m³，共懸掛20個水泥塊．已知水泥塊的密度為2.6×10³kg/m³，g取10N/kg．（不計滑輪和鋼絲繩的重力和一切摩擦）求：
（1）每個水泥塊的重力是多少？
（2）請指出圖乙中的動滑輪和定滑輪分別是哪個？
（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，根據密度公式m=ρV和重力公式G=mg計算；
（2）滑輪的軸固定不動的叫定滑輪，軸隨物體一起運動的滑輪叫動滑輪，據此判斷；
（3）將滑輪組沿順時針旋轉到豎直位置觀察，F₂相當于物重，F₁為拉力，根據滑輪組的組成得出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的轉軸固定，A、B為定滑輪，C可以左右移動為動滑輪；
（3）懸掛20個水泥塊，F₁=20G=20×3.9×10²N；
∵F₁=F₂
∴F₂=3F₁=3×20×3.9×10²N=2.34×10⁴N
答：（1）每個水泥塊的重力是3.9×10²N；
（2）A、B為定滑輪，C為動滑輪；
（3）滑輪組對高壓線的拉力是2.34×10⁴N．
點評：本題綜合了重力知識、密度知識、滑輪組的知識，靈活利用，解決實際問題