(9分)、我國南方大部分省區(qū)曾經(jīng)遭遇了罕見的雪災(zāi),此次災(zāi)害過程造成17個。▍^(qū)、市、兵團(tuán))不同程度受災(zāi)。尤其是雪災(zāi)天氣造成輸電線被厚厚的冰層包裹(如圖甲),使相鄰兩個鐵塔間的拉力大大增加,導(dǎo)致鐵塔被拉倒、壓塌(如圖乙),電力設(shè)施被嚴(yán)重?fù)p毀,給這些地方群眾的生產(chǎn)生活造成了極大不便和巨大損失。當(dāng)若干相同鐵塔等高、等距時,可將之視為如圖所示丙的結(jié)構(gòu)模型。已知鐵塔(左右對稱)質(zhì)量為,塔基寬度為d。相鄰鐵塔間輸電線的長度為L,其單位長度的質(zhì)量為,輸電線頂端的切線與豎直方向成角。已知冰的密度為,設(shè)冰層均勻包裹輸電線上,且冰層的橫截面為圓形,其半徑為R(輸電線的半徑可忽略)
求(l)因為冰層包裹,每個鐵塔塔尖所受的壓力將比原來增大多少?
(2)被冰層包裹后,輸電線在最高點(diǎn)、最低點(diǎn)的張力
(1)(2)最高點(diǎn)最低點(diǎn)
【解析】
試題分析:(1)相鄰鐵塔間輸電線上結(jié)冰的體積為,冰的質(zhì)量
根據(jù)受力平衡,每個塔收到兩個拉力F,每根輸電線受到兩個拉力,根據(jù)相互作用
對輸電線分析可得兩個拉力的合力為輸電線重力,同樣對塔受力分析,兩個拉力F合力也等于輸電線重力。
所以結(jié)冰后塔受到的壓力增加值等于冰的質(zhì)量即
(2)對一根輸電線受力分析,受到重力和兩個拉力作用,受力分析如下圖,根據(jù)對稱性,兩個拉力大小相等,根據(jù)力合成的矢量法則則有,即得最高點(diǎn)拉力
最低點(diǎn),輸電線趨于水平,繩子最低點(diǎn)張力即等于最高點(diǎn)拉力的水平分力。因此最低點(diǎn)張力
考點(diǎn):共點(diǎn)力的平衡
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科目:高中物理 來源: 題型:
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科目:高中物理 來源: 題型:
2008年1月份,我國南方大部分地區(qū)遭遇50年不遇的大雪災(zāi),高壓輸電線路大面積受損,凍雨使輸電線表面結(jié)冰,重力增大,導(dǎo)致線斷塔倒。如圖所示的四座鐵塔,兩塔之間的輸電線長度相等,2號鐵塔在山頂,1、3、4號鐵塔在山下且等高,圖中所標(biāo)a、b、c、d四點(diǎn)中,c、d兩點(diǎn)分別是2、3號塔和3、4號塔間電線的最低點(diǎn),3號塔兩側(cè)導(dǎo)線端點(diǎn)切線與豎直方向夾角均為θ。下列說法正確的是
A.a點(diǎn)比b點(diǎn)更容易在雪災(zāi)中被拉斷
B.c點(diǎn)電線中張力小于d點(diǎn)電線中張力
C.適當(dāng)讓兩塔之間的輸電線顯弧線下墜,可以減小線中張力
D.2號塔所受輸電線拉力的合力最小
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科目:高中物理 來源: 題型:
2008年1月份,我國南方大部分地區(qū)遭遇50年不遇的大雪災(zāi),高壓輸電線路大面積受損,凍雨使輸電線表面結(jié)冰,重力增大,導(dǎo)致線斷塔倒。如圖所示的四座鐵塔,兩塔之間的輸電線長度相等,2號鐵塔在山頂,1、3、4號鐵塔在山下且等高,a、b、c、d四點(diǎn)中,c、d兩點(diǎn)分別是2、3號塔和3、4號塔間電線的最低點(diǎn),3號塔兩側(cè)導(dǎo)線端點(diǎn)切線與豎直方向夾角均為θ。下列說法正確的是 ( )
A.a(chǎn)點(diǎn)比b點(diǎn)更容易在雪災(zāi)中被拉斷
B.c點(diǎn)電線中張力小于d點(diǎn)電線中張力
C.適當(dāng)讓兩塔之間的輸電線顯弧線下墜,可以減小線中張力
D.2號塔所受輸電線拉力的合力最小
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科目:高中物理 來源:2011-2012學(xué)年高三上學(xué)期物理力、物體平衡單元測試題(1)原人教版 題型:選擇題
2008年1月份,我國南方大部分地區(qū)遭遇50年不遇的大雪災(zāi),高壓輸電線路大面積受損,凍雨使輸電線表面結(jié)冰,重力增大,導(dǎo)致線斷塔倒。如圖所示的四座鐵塔,兩塔之間的輸電線長度相等,2號鐵塔在山頂,1、3、4號鐵塔在山下且等高,a、b、c、d四點(diǎn)中,c、d兩點(diǎn)分別是2、3號塔和3、4號塔間電線的最低點(diǎn),3號塔兩側(cè)導(dǎo)線端點(diǎn)切線與豎直方向夾角均為θ。下列說法正確的是 ( )
A.a(chǎn)點(diǎn)比b點(diǎn)更容易在雪災(zāi)中被拉斷
B.c點(diǎn)電線中張力小于d點(diǎn)電線中張力
C.適當(dāng)讓兩塔之間的輸電線顯弧線下墜,可以減小線中張力
D.2號塔所受輸電線拉力的合力最小
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