内容正文:
微专题5 突破“活结”和“死结”问题
微点一 绳上的“活结”模型
“活结”:理解为绳子上可以移动的结点,一般是由绳跨过滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的.“活结”两侧的两个弹力一定相等,它们合力的方向一定沿两绳的角平分线.
(2021·山东烟台一模)在建筑工地上经常使用吊车起吊货物.为了研究问题方便,把吊车简化成如图所示的模型,支撑硬杆OP的一端装有定滑轮,另一端固定在车体上,质量不计的钢丝绳索绕过定滑轮吊起质量为m的物件缓慢上升,不计定滑轮质量和滑轮与绳索及轴承之间的摩擦,重力加速度为g.则下列说法中正确的是( )
A.钢丝绳索对定滑轮的作用力方向竖直向下
B.钢丝绳索对定滑轮的作用力方向一定沿着OP方向
C.钢丝绳索对定滑轮的作用力大小等于2mg
D.钢丝绳索对定滑轮的作用力大小小于2mg
D 解析:钢丝绳索对定滑轮的作用力方向如图所示,即为F合的方向,故A、B错误;质量为m的物件缓慢上升,可看成匀速运动,则F=mg,由菱形特点可得F合=2F sin α=2mg sin α<2mg,故C错误,D正确.
微点二 绳上的“死结”模型
“死结”:理解为绳子上固定的结点,“死结”两侧是两根独立的绳,两个弹力不一定相等.
(2020·全国卷Ⅲ) 如图,悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处,绳的一端固定在墙上,另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连.甲、乙两物体质量相等.系统平衡时,O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β.若α=70°,则β等于( )
A.45° B.55°
C.60° D.70°
[多维解题]
B 解析:甲物体拴牢在O点,且甲、乙两物体的质量相等,则与甲相连的竖直细线和与乙相连的绳子对O点的拉力大小相等.对O点受力分析,如图所示,根据几何关系有:2β+α=180°,解得β=55°,故B正确.
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