(9分)、我国南方大部分省区曾经遭遇了罕见的雪灾,此次灾害过程造成17个省(区、市、兵团)不同程度受灾。尤其是雪灾天气造成输电线被厚厚的冰层包裹(如图甲),使相邻两个铁塔

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 共点力的平衡/2022-10-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(9分)、我国南方大部分省区曾经遭遇了罕见的雪灾,此次灾害过程造成17个省(区、市、兵团)不同程度受灾。尤其是雪灾天气造成输电线被厚厚的冰层包裹(如图甲),使相邻两个铁塔间的拉力大大增加,导致铁塔被拉倒、压塌(如图乙),电力设施被严重损毁,给这些地方群众的生产生活造成了极大不便和巨大损失。当若干相同铁塔等高、等距时,可将之视为如图所示丙的结构模型。已知铁塔(左右对称)质量为,塔基宽度为d。相邻铁塔间输电线的长度为L,其单位长度的质量为,输电线顶端的切线与竖直方向成角。已知冰的密度为,设冰层均匀包裹输电线上,且冰层的横截面为圆形,其半径为R(输电线的半径可忽略)

求(l)因为冰层包裹,每个铁塔塔尖所受的压力将比原来增大多少?
(2)被冰层包裹后,输电线在最高点、最低点的张力

◎ 答案

(1)(2)最高点最低点

◎ 解析


试题分析:(1)相邻铁塔间输电线上结冰的体积为,冰的质量
根据受力平衡,每个塔收到两个拉力F,每根输电线受到两个拉力,根据相互作用
对输电线分析可得两个拉力的合力为输电线重力,同样对塔受力分析,两个拉力F合力也等于输电线重力。
所以结冰后塔受到的压力增加值等于冰的质量即
(2)对一根输电线受力分析,受到重力和两个拉力作用,受力分析如下图,根据对称性,两个拉力大小相等,根据力合成的矢量法则则有,即得最高点拉力
最低点,输电线趋于水平,绳子最低点张力即等于最高点拉力的水平分力。因此最低点张力
 

◎ 知识点

    专家分析,试题“(9分)、我国南方大部分省区曾经遭遇了罕见的雪灾,此次灾害过程造成17个省(区、市、兵团)不同程度受灾。尤其是雪灾天气造成输电线被厚厚的冰层包裹(如图甲),使相邻两个铁塔…”主要考查了你对  【共点力的平衡】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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