動桿、定桿、死結(jié)、活結(jié)、晾衣架問題+高一上學(xué)期物理人教版(2019)必修第一冊_第1頁
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輕繩、輕桿輕桿輕繩模型圖示形變特點輕,不可伸長,不可壓縮只能發(fā)生微小形變輕、軟、不可伸長只能發(fā)生微小形變各處張力大小相等方向特點不一定沿桿的方向鉸鏈連接沿桿方向沿繩指向繩收縮方向作用效果可以提供拉力、推力只能提供拉力大小突變可以發(fā)生突變可以發(fā)生突變“活結(jié)”與“死結(jié)”問題:繩是物體間連接的一種方式,當(dāng)多個物體用繩連接的時候,其間必然有“結(jié)”的出現(xiàn),根據(jù)“結(jié)”的形式不同,可以分為“活結(jié)”和“死結(jié)”兩種.(一)“活結(jié)”跨過滑輪、光滑掛鉤、光滑桿的細繩被分成分成兩段,這些滑輪、光滑掛鉤、光滑桿構(gòu)成可以沿繩子移動的結(jié)點??邕^滑輪、光滑掛鉤、光滑桿的細繩被分成分成兩段,這些滑輪、光滑掛鉤、光滑桿構(gòu)成可以沿繩子移動的結(jié)點,稱為“活結(jié)”,繩子雖然因“活結(jié)”而彎曲,但實際上“活結(jié)”兩側(cè)的繩子本質(zhì)為同一根繩,所以由“活結(jié)”分開的兩段繩子上彈力的大小一定相等,兩段繩子合力的方向一定沿這兩段繩子夾角的角平分線。對稱性活結(jié)的特點:常見模型例1.如圖所示,將一細繩的兩端固定于兩豎直墻的A、B兩點,通過一個光滑的掛鉤將某重物掛在繩上,下面給出的四幅圖中有可能使物體處于平衡狀態(tài)的是()解析:由于重物是通過一個光滑的掛鉤掛在繩上,繩子張力處處相等,而兩邊繩子的合力大小等于物體的重力,方向豎直向上,由對稱性可知兩邊繩子與豎直方向的夾角相等,所以C正確。C(二)“死結(jié)”若幾段繩子系在一起或連接處非光滑,形成不可以沿繩子移動的結(jié)點,這樣的結(jié)點稱為“死結(jié)”,“死結(jié)”兩側(cè)的繩因“結(jié)”而變成了兩根獨立的繩,因此這幾段繩子的張力不一定相等;死結(jié)的特點:

1.繩子的結(jié)點不可隨繩移動

2.“死結(jié)”兩側(cè)獨立,互不關(guān)聯(lián)例2.AO,BO,和CO三根繩子,O為節(jié)點,OB與數(shù)值方向夾角為θ,懸掛物質(zhì)量為m。已知θ角為37°,物體質(zhì)量為5kg.

求AO,BO,CO三根繩子拉力的大小。θAOBCθABOmgTATBθ“定桿”:若輕桿一端被固定而不發(fā)生轉(zhuǎn)動,稱為固定桿,簡稱“定桿”

“動桿”與“定桿”問題特點:物體的彈力方向不一定沿桿的方向“動桿”:若輕桿一端有鉸鏈或轉(zhuǎn)軸相連,這樣的桿稱為活動桿,簡稱“動桿”,動桿處于平衡時,對物體的彈力方向一般沿桿的方向,否則會引起桿的轉(zhuǎn)動而無法平衡。特點:彈力方向沿桿的方向例1、如圖甲所示,輕繩AD跨過固定在水平橫梁BC右端的定滑輪掛住一個質(zhì)量為10kg的物體,∠ACB=30°;圖乙中輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻上,另一端G通過細繩EG拉住,EG與水平方向也成30°,輕桿的G點用細繩GF拉住一個質(zhì)量也為10kg的物體.g取10N/kg,求:(1)輕繩AC段的張力FAC與細繩EP的張力FEG之比;(2)橫梁BC對C端的支持力;(3)輕桿HG對G端的支持力.例1、如圖甲所示,輕繩AD跨過固定在水平橫梁BC右端的定滑輪掛住一個質(zhì)量為10kg的物體,∠ACB=30°;圖乙中輕桿HP一端用鉸鏈固定在豎直墻上,另一端P通過細繩EP拉住,EP與水平方向也成30°,輕桿的P點用細繩PQ拉住一個質(zhì)量也為10kg的物體.g取10N/kg,求:(1)輕繩AC段的張力FAC與細繩EP的張力FEP之比;(2)橫梁BC對C端的支持力;(3)輕桿HP對P端的支持力.

(1)輕繩AC段的張力FAC與細繩EP的張力FEP之比;(2)橫梁BC對C端的支持力?圖甲中,根據(jù)幾何關(guān)系得:FC=FAC=M1g=100N,方向和水平方向成30°角斜向右上方.

(3)輕桿HP對P端的支持力.

B例2、(多選)如圖所示,不計重力的帶有光滑滑輪的細桿OB可繞O點在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動,繩的一端跨過滑輪掛一重物P,另一端拴在墻壁上的A點,桿處于平衡狀態(tài).繩的拉力為T,桿受到的壓力為N,桿與豎直方向夾角為θ,若A點沿墻面上移,當(dāng)桿重新平衡時,有(

)A.T變大

B.θ變大C.N變小

D.T變小BCBD晾衣架模型---動態(tài)平衡活結(jié)模型中移動懸掛點位置、增加懸掛物質(zhì)量或改變桿的位置,分析繩子拉力的變化情況,此類問題通常被稱為“晾衣桿”模型。θθ將結(jié)點右端的繩OB反向延長后,由數(shù)學(xué)知識可得OA=OC,則繩長可由BC表示。θC繩的長度為L,兩個豎直桿距離為d。

結(jié)論:懸掛點在豎直方向移動繩的拉力不變

結(jié)論:橫變縱不變ACD例2.如圖所示,左右兩根豎直桿之間有一段光滑的輕繩,輕繩兩端分別固定在桿的A點和B點,輕繩上有一個掛鉤,掛鉤下面掛了一物塊。保持左側(cè)桿和A點的位置不變,下列說法正確的是(

A.右側(cè)桿不動,B點移到B1位置時,繩子張力變小B.右側(cè)桿不動,B點移到B2位置時,繩子張力不變C.B點不動,將右側(cè)桿移到虛線位置C時,繩子張力不變D.B點不動,將右側(cè)桿移到虛線位置D時,繩子張力變大BD2.如圖所示,一根不可伸長的輕繩兩端連接兩輕環(huán)A、B,兩環(huán)分別套在相互垂直的水平桿和豎直桿上,輕繩繞過光滑的輕小滑輪,重物懸掛于滑輪下,始終處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說法正確的是()A.只將環(huán)A向下移動少許,繩

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