2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專題系列之熱點(diǎn)專題突破 專題6 繩上的活結(jié)、死結(jié)問題與活動桿、固定桿問題學(xué)案.doc

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“繩上的‘死結(jié)’和‘活結(jié)’模型”“活動桿”與“固定桿” 一、“活結(jié)”與“死結(jié)” 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. 1. “活結(jié)” “活結(jié)”可理解為把繩子分成兩段，且可以沿繩子移動的結(jié)點(diǎn)．“活結(jié)”一般是由繩跨過滑輪或者繩上掛一光滑掛鉤而形成的．繩子雖然因“活結(jié)”而彎曲，但實(shí)際上是同根繩，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平分線． 2. “死結(jié)” “死結(jié)”可理解為把繩子分成兩段，且不可沿繩子移動的結(jié)點(diǎn)?！八澜Y(jié)”一般是由繩子打結(jié)而形成的，“死結(jié)”兩側(cè)的繩子因打結(jié)而變成兩根獨(dú)立的繩子。 死結(jié)的特點(diǎn)： 1.繩子的結(jié)點(diǎn)不可隨繩移動 2.“死結(jié)”兩側(cè)的繩子因打結(jié)而變成兩根獨(dú)立的繩子，因此由“死結(jié)”分開的兩端繩子上的彈力不一定相等 【典例1】如圖所示，將一細(xì)繩的兩端固定于兩豎直墻的Ａ、Ｂ兩點(diǎn)，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（ ） 【答案】C 【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。 【典例2】 如圖所示，一輕繩的兩端分別固定在不等高的A、B兩點(diǎn)，現(xiàn)用另一輕繩將一物體系于O點(diǎn)，設(shè)輕繩AO、BO相互垂直，α>β，且兩繩中的拉力分別為FA、FB，物體受到的重力為G，下列表述正確的是( ) A．FA一定大于G B．FA一定大于FB C．FA一定小于FB D．FA與FB大小之和一定等于G 【答案】 B 【典例3】 如圖所示，在水平天花板的A點(diǎn)處固定一根輕桿a，桿與天花板保持垂直．桿的下端有一個輕滑輪O.另一根細(xì)線上端固定在該天花板的B點(diǎn)處，細(xì)線跨過滑輪O，下端系一個重為G的物體，BO段細(xì)線與天花板的夾角為θ＝30.系統(tǒng)保持靜止，不計一切摩擦．下列說法中正確的是( ) A．細(xì)線BO對天花板的拉力大小是 B．a(chǎn)桿對滑輪的作用力大小是 C．a(chǎn)桿和細(xì)線對滑輪的合力大小是G D．a(chǎn)桿對滑輪的作用力大小是G 【答案】 D 二、“活動桿”與“固定桿” 輕桿是物體間連接的另一種方式，根據(jù)輕桿與墻壁連接方式的不同，可以分為“活動桿”與“固定桿”. 所謂“活動桿”，就是用鉸鏈將輕桿與墻壁連接，其特點(diǎn)是桿上的彈力方向一定沿著桿的方向； 而“固定桿”就是將輕桿固定在墻壁上（不能轉(zhuǎn)動），此時輕桿上的彈力方向不一定沿著桿的方向。 【典例1】 甲、乙兩圖中的桿都保持靜止，試畫出甲、乙兩圖O點(diǎn)受桿的作用力的方向．(O為結(jié)點(diǎn)) 圖2－1－8 【答案】 如解析圖所示 【解析】甲為自由桿，受力一定沿桿方向，如下圖甲所示的FN1.乙為固定桿，受力由O點(diǎn)所處狀態(tài)決定，此時受力平衡，由平衡條件知桿的支持力FN2的方向與mg和F1的合力方向相反，如下圖乙所示． 【典例2】如圖甲所示，輕繩AD跨過固定的水平橫梁BC右端的定滑輪掛住一個質(zhì)量M1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(xì)繩EG拉住，EG與水平方向也成30，輕桿的G點(diǎn)用細(xì)繩GF拉住一個質(zhì)量M2的物體，求： (1)輕繩AC段的張力FTAC與細(xì)繩EG的張力FTEG之比； (2)輕桿BC對C端的支持力； (3)輕桿HG對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 【解析】 題圖甲和乙中的兩個物體M1、M2都處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡的條件，首先判斷與物體相連的細(xì)繩，其拉力大小等于物體的重力；分別取C點(diǎn)和G點(diǎn)為研究對象，進(jìn)行受力分析如圖甲和乙所示，根據(jù)平衡規(guī)律一一求解． (3)圖乙中，根據(jù)平衡方程有FTEGsin 30＝M2g，F(xiàn)TEGcos 30＝FNG，所以FNG＝M2gcot 30＝M2g，方向水平向右．