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【精】最新高中物理同步重难讲练之相互作用专题11“活结”和“死结”、“动杆”和“定杆”模型学案新人教版必
修1
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f重难讲练
1“活结”和“死结”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”分开的两端绳子上的弹力不一定相等
2“动杆”和“定杆”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
f2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Ⅲ17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
ABm
Cm
D2m
【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
fαβ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FB
CFA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FA⊥FB故FA、FB均小于G因αβ故FAFBB正确A、C错误由三角形两边之和大于第三边可知FAFBGD错误
【典例3】如图甲所示轻绳AD跨过固定的水平横梁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
f1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】12M1g方向和水平方向成30°指向右上方
3M2g方向水平向右
【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r