當若干相同鐵塔等高、等距時，可將之視為如圖所示的結構模型．已知鐵塔（左右對稱）質量為m，塔基寬度為d．相鄰鐵塔間輸電線的長度為L，其單位長度的質量為m0，輸電線頂端的切線與豎直方向成θ角．已知冰的密度為ρ，設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）．
（1）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、最低點所受的拉力大小分別為多少？

解：（1）輸電線冰層的體積V冰=πR2L
由對稱關系可知，塔尖所受壓力的增加值等于
一根導線上冰層的重力，即
△N=ρV冰g=πρR2Lg
（2）輸電線與冰層的總質量M'=m0L+πρR2Lg，
輸電線受力如圖甲所示．
由共點力的平衡條件，得2F1cosθ=m0Lg+πρR2Lg
輸電線在最高點所受的拉力 F1=Lg
半根輸電線的受力如圖乙所示．
由共點力的平衡條件，得F2=F1sinθ
輸電線在最低點所受的拉力F2=Lgtanθ．
答：（1）每個鐵塔塔尖所受的壓力將比原來增大πρR2Lg；
（2）被冰層包裹后，輸電線在最高點、最低點所受的拉力大小分別為Lgtanθ．
分析：（1）塔尖受到的壓力來自于左右兩邊的各一半導線上的重力，即為一根導線上的增加的重力；
（2）分別對導線最高點及最低點受力分析，由共點力的平衡可得出導線受到的拉力，注意在最高點時選取整根導線分析，而最低點時只選取一半導線進行分析．
點評：本題考查學生在生活實際中應用物理規(guī)律的能力，本題要注意靈活選擇研究對象進行受力分析，再應用共點力的平衡求解．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?于都縣模擬）當若干相同鐵塔等高、等距時，可將之視為如圖所示的結構模型．已知鐵塔（左右對稱）質量為m，塔基寬度為d．相鄰鐵塔間輸電線的長度為L，其單位長度的質量為m0，輸電線頂端的切線與豎直方向成θ角．已知冰的密度為ρ，設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）．
（1）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、最低點所受的拉力大小分別為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（附加題）2008年春節(jié)前后，我國南方大部分省區(qū)遭遇了罕見的雪災，此次災害過程造成17個�。▍^(qū)、市、兵團）不同程度受災．尤其是雪災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，導致鐵塔被拉倒、壓塌（如圖乙），電力設施被嚴重損毀，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．
當若干相同鐵塔等高、等距時，可將之視為如圖所示的結構模型．已知鐵塔（左右對稱）相鄰鐵塔間輸電線的長度為L，其單位長度的質量為m0，輸電線頂端的切線與豎直方向成θ角．已知冰的密度為ρ，設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）．

（1）輸電線被冰層包裹后，每個鐵塔塔尖所受的壓力將比原來增大多少？
（2）輸電線被冰層包裹后，輸電線在最高點、最低點所受的拉力大小分別為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

今年春節(jié)前后，我國南方大部分省區(qū)遭遇了罕見的雪災，此次災害過程造成17個�。▍^(qū)、市、兵團）不同程度受災．尤其是雪災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，導致鐵塔被拉倒、壓塌（如圖乙），電力設施被嚴重損毀，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．
當若干相同鐵塔等高、等距時，可將之視為如圖所示的結構模型．已知鐵塔（左右對稱）質量為m，塔基寬度為d．相鄰鐵塔間輸電線的長度為L，其單位長度的質量為m0，輸電線頂端的切線與豎直方向成θ角．已知冰的密度為ρ，設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）．
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（1）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、最低點所受的拉力大小分別為多少？
（3）若某鐵塔一側的輸電線在頂端斷裂，該鐵塔由于受力不對稱，會造成該塔以塔基另一側與地面的接觸點為軸旋轉翻倒．已知地面對塔基的最大拉力為F（該力可簡化為作用點位于塔基中心、方向豎直向下的拉力），設鐵塔包裹冰前后的質量之比與輸電線包裹冰前后的質量之比相同，要使鐵塔不致翻倒，輸電線上包裹的冰層半徑R的最大值Rmax為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

今年春節(jié)前后，我國南方大部分省區(qū)遭遇了罕見的雪災，此次災害過程造成17個省（區(qū)、市、兵團）不同程度受災。尤其是雪災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，導致鐵塔被拉倒、壓塌（如圖乙），電力設施被嚴重損毀，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。當若干相同鐵塔等高、等距時，可將之視為如圖所示的結構模型。已知鐵塔（左右對稱）質量為m，塔基寬度為d。相鄰鐵塔間輸電線的長度為L，其單位長度的質量為m0，輸電線頂端的切線與豎直方向成θ角。已知冰的密度為ρ，設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）。

（1）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、最低點所受的拉力大小分別為多少？

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科目：高中物理 來源：2014屆天津市高三上學期第一次月考物理試卷（解析版） 題型：計算題

(9分)、我國南方大部分省區(qū)曾經(jīng)遭遇了罕見的雪災，此次災害過程造成17個�。▍^(qū)、市、兵團）不同程度受災。尤其是雪災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，導致鐵塔被拉倒、壓塌（如圖乙），電力設施被嚴重損毀，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。當若干相同鐵塔等高、等距時，可將之視為如圖所示丙的結構模型。已知鐵塔（左右對稱）質量為，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、最低點的張力

 

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