2019高中物理同步重难讲练专题11“活结”和“死结”、“动杆”和“定杆”模型学案 新人教版必修1.doc
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1、1专题专题 11“11“活结活结”和和“死结死结” 、 “动杆动杆”和和“定杆定杆”模型模型重难讲练重难讲练1.“1.“活结活结”和和“死结死结”问题问题(1)活结:当绳绕过光滑的滑轮或挂钩时,由于滑轮或挂钩对绳无约束,因此绳上的力是相等的,即滑轮只改变力的方向不改变力的大小,例如图乙中,两段绳中的拉力大小都等于重物的重力.(2)死结:若结点不是滑轮,是固定点时,称为“死结”结点,则两侧绳上的弹力不一定相等.“死结”一般是由绳子打结而形成的, “死结”两侧的绳子因打结而变成两根独立的绳子。死结的特点:a.绳子的结点不可随绳移动b.“死结”两侧的绳子因打结而变成两根独立的绳子,因此由“死结”分开
2、的两端绳子上的弹力不一定相等2.“2.“动杆动杆”和和“定杆定杆”问题问题(1)动杆:若轻杆用光滑的转轴或铰链连接,当杆处于平衡时杆所受到的弹力方向一定沿着杆,否则会引起杆的转动.如图甲所示,若C为转轴,则轻杆在缓慢转动中,弹力方向始终沿杆的方向.(2)定杆:若轻杆被固定不发生转动,则杆所受到的弹力方向不一定沿杆的方向.如图乙所示.【典例 1】(2016全国卷17)如图所示,两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m的小球.在a和b之间的细线上悬挂一小物块.平衡时,a、b间的距离恰好等于圆弧的半径.不计所有摩擦.小物块的质量为( )A. B.mm 2
3、322C.m D.2m【答案】 C【解析】 如图所示,【典例 2】 如图所示,一轻绳的两端分别固定在不等高的A、B两点,现用另一轻绳将一物体系于O点,设轻绳AO、BO相互垂直,且两绳中的拉力分别为FA、FB,物体受到的重力为G,下列表述正确的是( )AFA一定大于G BFA一定大于FBCFA一定小于FB DFA与FB大小之和一定等于G【答案】 B【解析】分析O点受力如图所示,由平衡条件可知,FA与FB的合力与G等大反向,因FAFB,故FA、FB均小于G;因,故FAFB,B 正确,A、C 错误;由三角形两边之和大于第三边可知,|FA|FB|G,D 错误【典例 3】如图甲所示,轻绳AD跨过固定的水
4、平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量M1的物体,ACB30;图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G通过细绳EG拉住,EG与水平方向也成 30,轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量M2的物体,求:3(1)轻绳AC段的张力FTAC与细绳EG的张力FTEG之比;(2)轻杆BC对C端的支持力;(3)轻杆HG对G端的支持力【答案】(1) (2)M1g 方向和水平方向成 30指向右上方 (3)M2g 方向水平向右M1 2M23【解析】 题图甲和乙中的两个物体M1、M2都处于平衡状态,根据平衡的条件,首先判断与物体相连的细绳,其拉力大小等于物体的重力;分别取C点和G点为研究对象,进行受力分析如图甲和乙所
5、示,根据平衡规律一一求解【跟踪训练】1. 如图所示,将一细绳的两端固定于两竖直墙的、两点,通过一个光滑的挂钩将某重物挂在绳上,下面给出的四幅图中有可能使物体处于平衡状态的是( )4【答案】C2如图所示,当重物静止时,节点 O 受三段绳的拉力,其中 AO 沿水平方向,关于三段绳中承受拉力的情况,下列说法中正确的是A AO 承受的拉力最大 B BO 承受的拉力最大C CO 承受的拉力最大 D 三段绳承受的拉力一样大【答案】B【解析】以结点 O 为研究对象,分析受力情况,受力分析如图:由平衡条件得: 1tanTG, 2cosGT,故 T1 小于 T2,G 小于 T2;所以 BO 承受的拉力最大;故
6、B 正确。3. 如图所示,在水平天花板的A点处固定一根轻杆a,杆与天花板保持垂直杆的下端有一个轻滑轮O.另一根细线上端固定在该天花板的B点处,细线跨过滑轮O,下端系一个重为G的物体,BO段细线与天花板的夹角为30.系统保持静止,不计一切摩擦下列说法中正确的是( )5A细线BO对天花板的拉力大小是G 2Ba杆对滑轮的作用力大小是G 2Ca杆和细线对滑轮的合力大小是GDa杆对滑轮的作用力大小是G【答案】 D4如图所示,两个质量均为m的物体分别挂在支架上的B点(如图甲所示)和跨过滑轮的轻绳BC上(如图乙所示),图甲中轻杆AB可绕A点转动,图乙中水平轻杆一端A插在墙壁内,已知30,则图甲中轻杆AB受到
7、绳子的作用力F1和图乙中滑轮受到绳子的作用力F2分别为( )A 、B 、C 、D 、【答案】D【答案】D【解析】甲图中,结点受BC绳子的拉力、重力和AB杆的支持力,根据平衡条件,有:F1mg;乙图中,绳子对滑轮的作用力应是两股绳的合力,如图所示:6故F2mg,故 D 正确,ABC 错误。5. 如图所示,质量均可忽略的轻绳与轻杆,A端用铰链固定,滑轮在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可不计),B端吊一重物.现将绳的一端拴在杆的B端,用拉力F将B端缓慢上拉,在AB杆达到竖直前( )A.绳子拉力不变 B.绳子拉力减小C.AB杆受力增大 D.AB杆受力不变【答案】 BD【解析】 以B点为研究对象,分析受力
8、情况:重物的拉力FT1(等于重物的重力G)、轻杆的支持力FN和绳子的拉力FT2,作出受力图如图所示:由平衡条件得,FN和FT2的合力与FT1大小相等、方向相反,根据三角形相似可得:FN ABFT2 BOFT1 AO 又FFT2解得:FNG,FGAB AOBO AOBAO缓慢变小时,AB、AO保持不变,BO变小,则FN保持不变,F变小.故选项 B、D 正确.模拟提升模拟提升1 (2019 届广西桂林市第十八中学高三上第一次月考)如图所示的四个图中,AB、BC 均为轻质杆,各图中杆的 A、C 端都通过铰链与墙连接,两杆都在 B 处由铰链连接,且系统均处于静止状态.现用等长的轻绳来代替轻杆,仍能在原
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