Question

如圖所示，電氣化鐵路的輸電線常用圖示的方式懸掛在鋼纜上．鋼纜的A端固定在電桿上，B端通過(guò)滑輪組連接在電桿C上．

(1)配重D是幾個(gè)混凝土圓盤(圖中只畫(huà)出3個(gè))每個(gè)盤的質(zhì)量是m．按圖示的配置，鋼纜在B端所受的拉力大約是多少?

(2)如果只考慮B端的牢固性，本來(lái)可以直接把它固定在電桿C上，也可以用一根很硬的大彈簧連接B和C，實(shí)際上卻用滑輪組來(lái)連接．這樣做的優(yōu)點(diǎn)是什么?

Answer 1

答案：略
解析：

解：(1)配重D所受拉力＝G＝nmg， 由圖可知由三段繩子拉著動(dòng)滑輪，則有，即鋼纜在B端所受拉力大約是． (2)機(jī)車運(yùn)行中，拾電器會(huì)把輸電線向上托起，如果使用兩端固定的鋼纜，懸線會(huì)因此松弛，輸電線將左右搖擺，有可能脫離拾電器造成斷電事故．使用滑輪組可以保證輸電線的高度變化時(shí)鋼纜始終保持緊張狀態(tài)． 如果用彈簧代替滑輪組，情況好于兩端固定的鋼纜，但鋼纜的緊張程度仍隨彈簧的長(zhǎng)度有較大的變化，而且也不易確定鋼纜的最佳長(zhǎng)度． 本題是滑輪組在實(shí)際生活中的具體應(yīng)用．此滑輪組由兩個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成，有三段繩子與動(dòng)滑輪相連，則B端所受拉力F為三倍的配重，即F＝3nmg．配重對(duì)滑輪組有拉力，在此拉力作用下定滑輪、動(dòng)滑輪間距離可以自動(dòng)調(diào)節(jié)，這樣就巧妙地使鋼纜保持了最佳長(zhǎng)度．