内容正文:
第二章 相互作用
第5讲 死结活结和定杆动杆
1.知道“活结”和“死结”“动杆”和“定杆”的区别。
2.掌握各自的受力特点,并能分析它们受力特点的原因。
第5讲 死结活结和定杆动杆
【目标要求】
02
01
目录
CONTENTS
03
04
死结与活结模型
定杆与动杆模型
第5讲 “死结”“活结”和“定杆”“动杆”
3
主题一 死结与活结模型
一、死结与活结模型
死结
光滑挂钩
活结
T1
T2
T3
T1=T2=T3吗?
当做不同的绳,各绳拉力不等
θ
cosθ=
x
θ与所挂物体质量无关,
1.死结模型:
它由两个悬点的水平距离和绳长共同决定。
2.活结模型:
不能移动的结,
可以移动的结,
当做一根绳,张力处处相等
晾衣杆模型
分类 模型结构(举例) 模型解读 模型特点
“活结”模型 “活结”一般由绳跨过滑轮或绳上挂一光滑挂钩而形成,绳子因“活结”而弯曲,但实际为同一根绳 “活结”两侧的绳子上的张力大小处处相等
“死结”模型 “死结”把绳子分为两段,且不可沿绳子移动,“死结”两侧的绳因结而变成两根独立的绳 “死结”两侧的绳子上张力不一定相等
一、死结与活结模型
【典例1】如图所示,细绳一端固定在A点,跨过与A等高的光滑定滑轮B后在另一端悬挂一个沙桶Q。现有另一个沙桶P通过光滑轻质挂钩挂在AB之间,稳定后挂钩下降至C点,∠ACB=120°,下列说法正确的是( )
A.若只增加Q桶内的沙子,再次平衡后C点位置不变
B.若只增加P桶内的沙子,再次平衡后C点位置不变
C.若在两桶内增加相同质量的沙子,
再次平衡后C点位置不变
D.若在两桶内增加相同质量的沙子,
再次平衡后沙桶Q位置上升
C
一、死结与活结模型
【典例2】(多选)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是( )
A.将绳的右端上移到b',绳子拉力大小不变
B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大
C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小
D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移
AB
一、死结与活结模型
【典例3】(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°
B
一、死结与活结模型
T2
mg
T1=mg
β
β
【典例4】(2016年新课标Ⅲ卷)如图,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( )
A.m/2
B.
C.m
D.2m
m
m
a
b
C
一、死结与活结模型
T
T=mg
Mg
θ
θ
θ
N
θ
2θ=600
θ=300
600
600
Mg=T
=mg
主题二 定杆与动杆模型
二、定杆与动杆模型
一端固定,可同时发生弯曲和拉伸(压缩)形变
1.定杆模型:
N1
N3
N2
其弹力可不沿杆,和杆可成任意角度。
思考:右边三个杆对小球的弹力分别是什么方向?并分析杆发生了什么样的形变?
弯曲形变
弯曲和压缩形变。
弯曲和拉伸形变。
N1
mg
mg
N2
思考:左边杆一端固定一个小球,一端连在固定在墙上的铰链上,静止释放后杆对小球的弹力方向?
可自由转动,一般只拉伸或压缩,弹力一般沿着杆
2.动杆模型:
只发生了拉伸形变
分类 模型结构(举例) 模型解读 模型特点
“动杆”模型 轻杆用光滑的转轴或铰链连接,轻杆可围绕转轴或铰链自由转动 当杆处于平衡时,杆所受的弹力方向一定沿杆向内或向外
“定杆”模型 轻杆被固定在接触面上,不发生转动 杆所受的弹力方向不一定沿杆,可沿任意方向
二、定杆与动杆模型
【典例5】甲图中,轻杆AB一端与墙上的光滑的铰链连接,另一端用轻绳系住,绳、杆之间夹角为30°,在B点下方悬挂质量为m的重物。乙图中,轻杆CD一端插入墙内,另一端装有光滑小滑轮,现用轻绳绕过滑轮挂住质量为m的重物,绳、杆之间夹角也为30°。甲、乙中杆都垂直于竖直墙,则下列说法中正确的是( )
A.甲、乙两图中杆中弹力之比为1:1
B.甲图中杆的弹力更大
C.两根杆中弹力方向均沿杆方向
D.若甲、乙中轻绳能承受最大拉力相同,
则重物质量增大时(甲、乙中重
物质量始终相等),乙中轻绳先断裂
B
二、定杆与动杆模型
T1
mg
N1
T2=mg
mg
N2
N1=
mgtan600
N2=
mg
=mg
【典例5】甲图中,轻杆AB一端与墙上的光滑的铰链连接,另一端用轻绳系住,绳、杆之间夹角为30°,在B点下方悬挂质量为m的重物。乙图中,轻杆CD一端插入墙内,另一端装有光滑小滑轮,现用轻绳绕过滑轮挂住质量为m的重物,绳、杆之间夹角也为30°。甲、乙中杆都垂直于竖直墙,则下列说法中正确的是( )
A.甲、乙两图中杆中弹力之比为1:1
B.甲图中杆的弹力更大
C.两根杆中弹力方向均沿杆方向
D.若甲、乙中轻绳能承受最大拉力相同,
则重物质量增大时(甲、乙中重
物质量始终相等),乙中轻绳先断裂
A
二、定杆与动杆模型
思考:若将甲图中物体移到杆的中间正下方,则杆的弹力方向还沿着杆吗?
T2=mg
mg
N2
T1
mg
N1
T1
N1
N1=
mg
N2=
mg
三力汇交原理
二、定杆与动杆模型
一端固定,可同时发生弯曲和拉伸(压缩)形变
1.定杆模型:
N1
N3
N2
其弹力可不沿杆,和杆成任意角度。
弯曲形变
弯曲和压缩形变。
弯曲和拉伸形变。
N1
mg
mg
N2
可自由转动,一般只拉伸或压缩,弹力一般沿着杆
2.动杆模型:
T1
mg
N1
此时杆发生了弯曲和压缩形变
只发生了拉伸形变
课堂小结
可同时发生弯曲和拉伸(压缩)形变
3.定杆模型:
其弹力可不沿杆,和杆成任意角度。
可自由转动,一般只拉伸或压缩,弹力一般沿着杆,但也有特殊情况。
4.动杆模型:
1.死结模型:
2.活结模型:
打成结的各绳张力一般不同,
当做一条轻绳,各处张力相等
【练习1】(多选)如图所示,在竖直平面内有固定的半径为R的半圆轨道,其两端点M、N连线水平。将一轻质小环A套在轨道上,一细线穿过轻环,一端系在M点,另一端系一质量为m的小球,小球恰好静止在图示位置。不计一切摩擦,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.细线对M点的拉力大小为mg
B.轨道对轻环的支持力大小为mg
C.细线对轻环的作用力大小为mg
D.图示位置时MA=R
BD
课堂练习
T
T=mg
N
θ
θ
θ
3θ=900
θ=300
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【练习2】如图(a)、(b)、(c)所示为三种形式的吊车的示意图,OA为杆,AB为缆绳,杆和缆绳重力不计,当它们吊起相同重物时,杆OA受力分别为Fa、Fb、Fc,下列关系正确的是( )
A.Fa>Fb>Fc B.Fa>Fc=Fb C.Fa=Fb>Fc D.Fa=Fb=Fc
C
课堂练习
【练习3】如图所示,在固定好的水平和竖直的框架上,A、B两点连接着一根绕过光滑轻小滑轮的不可伸长的细绳,重物悬挂于滑轮下,处于静止状态。若按照以下方式缓慢移动细绳的端点,则下列判断正确的是( )
A.只将绳的左端移向A'点,拉力变小
B.只将绳的左端移向A'点,拉力不变
C.只将绳的右端移向B'点,拉力变小
D.只将绳的右端移向B'点,拉力不变
B
课堂练习
JIESU END
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