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15.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,工程师设计了如图所示的恒拉力系统,其简化原理图如图所示.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.
(1)每个水泥块的重力是多少?
(2)滑轮组对高压线的拉力是多大?

分析 (1)知道每一个水泥块的体积和密度,根据m=ρV求出质量,根据G=mg求出重力.
(2)求出20个水泥块的重力,水泥块的重力相当于滑轮组的拉力,拉高压线的力相当于拉动的物体,根据F=$\frac{1}{n}$F2,求出拉高压线的力.

解答 解:(1)由ρ=$\frac{m}{V}$可得每个水泥块质量:
m=ρV=2.6×103kg/m3×1.5×10-2m3=39kg,
每个水泥块重力:G=mg=39kg×10N/kg=390N.
(2)由图知,对高压线的拉力有3段绳子承担,
F=$\frac{1}{n}$F2=$\frac{1}{3}$F2,
则高压线受到的拉力:
F2=3F=3×20G=3×20×390N=23400N.
答:(1)每个水泥块的重力是390N.
(2)滑轮组对高压线的拉力是23400N.

点评 此题滑轮组是水平放置的,为了便于理解,可以把滑轮组顺时针转动90度,滑轮组竖直拉动高压线,学生容易理解.

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