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电气化铁路的输电线常用如图所示的方式悬挂在钢缆上.钢缆的A端固定在电杆上,B端通过滑轮组连接在电杆C上.

(1)配重D是n个混凝土圆盘(图中只画出3个),每个盘的质量是m.按图示的配置,钢缆在B端所受的拉力大约是多少?

(2)如果只考虑B端的牢固性,本来可以把它直接固定在电杆C上,也可以用一个很硬的大弹簧连接B和C,实际上却用滑轮组来连接,这样做的优点是什么?

 

【答案】

(1)FB=3nmg(2)见解析

【解析】

试题分析:(1)对于滑轮组来说,与动滑轮相连的绳子段数是几段,所用的拉力就是原来的几分之一,即F=;

(2)从弹簧和滑轮组在使用情况中的不同,以及安全用电的角度分析使用滑轮组的优点.

(1)由图可见滑轮B为动滑轮,与它相连的绳子段数是3;作用在绳子自由端的拉力为配重D的重力,根据滑轮组的省力公式,则有GD==nmg,所以作用在B端钢缆的拉力FB=3nmg;

答:按图示的配置,钢缆在B端所受的拉力大约是3nmg.

(2)机车运行中,拾电器会把输电线向上托起.如果使用两端固定的钢缆,悬线会因此松驰,输电线将左右摇摆,有可能脱离拾电器造成断电事故.使用滑轮组可以保证输电线的高度变化时钢缆始终保持张紧状态.如果用弹簧代替滑轮组,情况好于两端固定的钢缆,但钢缆的张紧程度仍随弹簧的长度有较大的变化,而且不易确定钢缆的最佳长度.

考点:滑轮组及其工作特点

点评:本题考查了滑轮组的省力公式的应用,滑轮组在实际生产生活中的应用,要求同学们注意学以致用,理论联系实际.

 

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