Question

电气化铁路的高压输电线，无论在严冬还是盛夏都要绷直，才能使高压线与列车的电极接触良好，这就必须对高压线施加恒定的拉力．为此，工程师设计了如图甲所示的恒拉力系统，其简化原理图如图乙所示．实际测量得到每个水泥块的体积为1.5×10^-2m³，共悬挂20个水泥块．已知水泥块的密度为2.6×10³kg/m³，g取10N/kg．（不计滑轮和钢丝绳的重力和一切摩擦）求：
（1）每个水泥块的重力是多少？
（2）请指出图乙中的动滑轮和定滑轮分别是哪个？
（3）滑轮组对高压线的拉力是多大？

Answer

（1）知道水泥块的密度和体积，根据密度公式m=ρV和重力公式G=mg计算；
（2）滑轮的轴固定不动的叫定滑轮，轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮，据此判断；
（3）将滑轮组沿顺时针旋转到竖直位置观察，F2相当于物重，F1为拉力，根据滑轮组的组成得出n=3，所以省力情况：F1=F2．
【解析】
（1）G=mg=ρgV=2.6×103kg/m3×1.5×10-2m3×10N/kg=3.9×102N；
（2）由图可知，AB的转轴固定，A、B为定滑轮，C可以左右移动为动滑轮；
（3）悬挂20个水泥块，F1=20G=20×3.9×102N；
∵F1=F2
∴F2=3F1=3×20×3.9×102N=2.34×104N
答：（1）每个水泥块的重力是3.9×102N；
（2）A、B为定滑轮，C为动滑轮；
（3）滑轮组对高压线的拉力是2.34×104N．