Question

【题目】电气化铁路的输电线常用如图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3个混凝土圆盘，每个盘的质量是15kg。按图示的配置，钢缆在B端所受的拉力是 ____N。（不计滑轮和钢缆的质量，g＝10N／kg）

（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，这样做的好处是 _____，以保证措电器与输电线接触良好。

Answer 1

【答案】 1350 钢缆所受的拉力一定使钢缆松紧程度不变

【解析】 (1)配重的重力G＝mg＝3×15kg×10N/kg＝450N，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＝，所以作用在B端钢缆的拉力FB＝3G＝3×450N＝1350N；(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。