选择题大招03 晾衣架模型——2024年高考物理冲刺选择题解题大招与专项训练

选择题大招03 晾衣架模型 重物悬挂在光滑绳子上，绳子两端的力相等。 ①绳子悬点间的距离增大或减小,绳子变长或变短，导致绳子上的力的变化问题; ②悬点水平距离不变，将其中一个悬点上下移动，判断绳子上的力的变化问题，这些都属于晾衣杆模型。 题型一 如图甲，绳子两端的合力等于物体的重力，只要重力不变，绳子两端的力的合力就不变。 当绳子间的夹角变大时，即绳子变“平”时，绳子上的力变大;当绳子间的夹角变小时，即绳子变“竖”时，绳子上的力变小，这类情况可以用“竖小平大”来判断。 题型二 如图乙，当绳子长度不变，绳子悬点上下移动时，绳子上的力不变，绳子上的力和重力的关系满足mg/2F=cosθ,θ为绳与竖直方向的夹角，由间距d和绳长l共同决定，与绳子的悬点位置无关，所以悬点位置的上下移动并不会导致绳子上的力的变化。如果重物的质量发生变化，绳子上的拉力也会等比例变化。 【说明】设轻绳与竖直方向的夹角为θ，轻绳的拉力为T，对挂钩受力分析，如图所示；根据图中几何关系可得sinθ； 同一轻绳拉力相等，根据平衡条件可得：2Tcosθ＝mg，解得：T。 1、在湿衣服上的水滴下落过程中，重力mg减小，则轻绳中的张力不断减小； 2、衣服不滴水时，将P点稍向上移动，d和L不变，则θ不变，根据T可知轻绳中的张力不变； 3、衣服不滴水时，将左侧竖直杆稍向左移动，则d增大、θ增大，根据T可知轻绳中的张力增大； “竖小平大”上下移力不变;左右移绳长变: [例题1] 如图所示，晾晒衣服的绳子轻质且不可伸长，悬挂衣服的衣架的挂钩光滑，轻绳两端A、B分别固定在两根竖直杆上，挂钩在O点时，衣服处于静止状态。如果保持绳子A端位置不变，将B端分别缓慢移动到不同的位置。下列判断正确的是（　　） A．B端缓慢移动到B1位置时，绳子张力变小 B．B端缓慢移动到B2位置时，绳子张力变小 C．B端缓慢移动到B1的位置的过程中，挂钩沿竖直方向向下缓慢移动一小段距离 D．B端缓慢移动到B2位置的过程中，挂钩沿OA方向斜向上缓慢移动一小段距离 [例题2] （多选）如图所示，长度为L的光滑轻质晾衣绳，两端分别固定在两根竖直杆的A、B两点，衣服通过衣架的挂钩悬挂在绳上并处于静止状态，此时两竖直杆间的距离为，绳子张力为F。保持A、B端在杆上位置不动，将杆平移到虚线位置时，此时两竖直杆间的距离为，绳子张力为F′，下列判断正确的是（　　） A． B． C．保持两竖直杆间的距离为d1不变时，仅将B端移到B1位置，绳子张力变小 D．保持两竖直杆间的距离为d1不变时，仅将B端移到B2位置，绳子张力不变 [练习1] 如图所示，圆心为O，水平直径为AB的圆环位于竖直面内，一轻绳两端分别固定在圆环的M、N两点，轻质滑轮连接一重物，放置在轻绳上，MN连线过圆心O且与AB间的夹角为θ，不计滑轮与轻绳之间的摩擦。圆环顺时针缓慢转过角度2θ的过程，轻绳的张力（　　） A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先增大再减小 D．先减小再增大 [练习2] 如图，轻绳AB与轻杆的两端连接，一质量为M的光滑小圆环穿过轻绳处于平衡状态，此时轻杆与水平面夹角为15°。现将轻杆从如图的位置开始绕通过其中点的水平轴O在竖直平面内缓慢转动，则下列说法正确的是（　　） A．将杆顺时针转动30°的过程中，轻绳AB上拉力变大 B．将杆顺时针转动30°的过程中，轻绳AB上拉力变小再变大 C．将杆逆时针转动30°的过程中，轻绳AB上拉力变大 D．将杆逆时针转动30°的过程中，轻绳AB上拉力先变大再变小 [练习3] 如图所示，晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，绳子的质量及绳与衣架挂钩间摩擦均忽略不计，现衣服处于静止状态。如果保持绳子A端、B端在杆上的位置不变，将右侧杆缓慢平移到图中虚线位置的过程中，则（　　） A．绳子的弹力变大 B．绳子的弹力不变 C．绳子对挂钩弹力不变 D．绳子对挂钩弹力变大 [练习4] 不可伸长的轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，在轻绳上挂一件衣服，在无风的时候挂钩与衣服静止于如图所示的位置。若存在水平向右的恒定风力作用，挂钩与衣服静止于某一位置，不计挂钩与绳间的摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．无风时，θ1＞θ2 B．有风时，θ1＝θ2 C．有风时轻绳对挂钩的合力大于无风时轻绳对挂钩的合力 D．有风时轻绳对挂钩的合力等于无风时轻绳对挂钩的合力 [练习5] （多选）如图所示，带正电的小球穿在一根不可伸长的光滑绝缘轻绳上，可自由滑动，轻绳的两端分别系在两根竖直绝缘杆上的A、B两点，整个装置处于水平向右的匀强电场中，小球处于静止状态。保持A端位置不变，则下列说法中正确的是（　　）（两杆间距合适，小球两侧绳子之间夹角始终小于180° ） A．将B端向上移动一小段距离到B1，