第4章 07 晾衣架模型（突破疑难）（PPT同步课件）【学而思】2026-2027学年高一物理必修第一册分层练习（鲁科版）

该高中物理课件聚焦“晾衣架模型”（活结模型），围绕绳子拉力变化与悬挂点移动、质量改变的关系展开，通过常见情境导入，衔接力与平衡知识，以力学和几何关系分析为支架，构建从模型解读到应用的学习脉络。 其亮点在于突出科学思维中的模型建构与科学推理，通过“穿壁三角形”模型解读、典例中杆移动分析张力变化，结合“近小远大，纵不变”口诀总结规律。助力学生深化相互作用观念，教师可依托清晰框架提升教学效率。

第4章 力与平衡 第1讲　描述运动的基本概念 07 晾衣架模型 物理模型 第1讲　描述运动的基本概念 1.常见模型 活结模型中移动悬挂点位置、增加悬挂物质量或改变杆的位置,分析绳子拉力的变化情况,此类问题通 常被称为“晾衣架”模型。常见情境如图所示。         第1讲　描述运动的基本概念 2.典型模型解读   第1讲　描述运动的基本概念 力学关系和 几何关系 端点A上下移动 挡板MN左右移动 l1 cos θ+l2 cos θ=d T1=T2=  cos θ=  A上下移动时,d和l都不变,根据 cos θ= 可知θ不变,则T1和T2不变 MN左右移动时,d变化,而l不变, 根据cos θ= 可知θ发生变化,则T 1和T2发生变化 第1讲　描述运动的基本概念 总结归纳 (1)绳子一端上下移动时,绳子与水平方向夹角不变,绳子拉力大小不变。 (2)绳子一端左右移动,两端点水平距离减小时,绳与水平方向夹角增大,绳子拉力变小;距离增大时,绳与 水平方向夹角减小,绳子拉力变大。 (3)悬挂物质量改变时,绳子与水平方向夹角不变,绳子拉力大小随悬挂物的质量增大而增大,随悬挂物 的质量减小而减小。 第1讲　描述运动的基本概念 勘破疑难 “晾衣架”模型的本质是“活结”模型,关键特征可总结为三点: (1)绳的特性:同一根轻绳,弹力大小处处相等; (2)对称关系:挂钩两侧的绳与竖直方向的夹角相等,受力呈对称分布; (3)平衡状态:挂钩与悬挂物整体处于静止状态,合力为零。 第1讲　描述运动的基本概念 模型拓展 (1)力学关系和几何关系 ①角度关系:θ4=2θ3=2θ2=4θ1 ②拉力大小:T=MQg ③质量关系:2MQ cos θ2=MP (2)若两悬挂物体质量比不变,左右移动轻绳端点A,角度不变。 (3)若两悬挂物体质量比发生变化,则角度发生变化,但仍保持原有角度关系。 第1讲　描述运动的基本概念 典例　如图所示,左右两根竖直杆之间有一段光滑的轻绳,轻绳两端分别固定在杆的A点和B点,轻绳上 有一个光滑挂钩❶,挂钩下面挂一物块❷。保持左侧杆和A点的位置不变,下列说法正确的是 (        )   A.右侧杆不动,绳端由B点移到B2位置时❸,绳子张力变小 B.右侧杆不动,绳端由B点移到B1位置时,绳子张力变大 C.B点不动,将右侧杆移到虚线位置C时❹,绳子张力不变 D.B点不动,将右侧杆移到虚线位置D时,绳子张力变大 D 第1讲　描述运动的基本概念 模型建构　本题属于晾衣架模型,对挂钩与绳的交点O处受力分析,如图所示,设绳子总长为L,两杆间的 距离为d,AO、OB两段绳子张力大小为T,绳子与竖直方向的夹角为θ,则由几何关系有L sin θ=d,T=  。 第1讲　描述运动的基本概念 解析当右侧杆不动,绳端由B点移到B2、B1,位置时,绳长L和两杆间距d不变,因sin θ= ,则绳子与竖直方 向的夹角θ不变,由T= 可知绳子的张力大小不变,A、B错误。B点不动,将右侧杆移到虚线位置C 时,d减小,则绳子与竖直方向的夹角θ变小,则绳子的张力T变小;反之,将右侧杆移到虚线位置D时,绳子 与竖直方向的夹角θ变大,绳子张力T变大,C错误,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 信息解读 ❶“光滑挂钩”是活结模型,挂钩两侧绳张力大小相等。 ❷研究对象为挂钩与轻绳的交点(结点),挂钩对结点的拉力等于挂钩和物块的重力。 ❸绳一端上下移动时,绳总长度不变,两杆间距不变,绳与竖直方向夹角θ不变,张力不变。 ❹右侧杆左移,两杆间距d减小,绳总长度L不变,绳与竖直方向夹角θ减小。 巧学妙记 口诀:近小远大,纵不变 (1)近小远大:当动杆向定杆靠近,两杆间距d变小,悬挂点(挂钩)向定杆移动(即“近”),悬挂点两侧绳子 的夹角变小,绳子的张力变小。相反,当动杆远离定杆,两杆间距d变大,悬挂点远离定杆(即“远”),悬挂 点两侧绳子的夹角变大,绳子的张力变大。 (2)纵不变:无论绳端上移或下移,两杆间距d不变,绳子的张力保持不变。 第1讲　描述运动的基本概念 $