内容正文:
绳(杆)上的“死结”和“活结”模型
1.绳模型
(1)“死结”可理解为把绳子分成两段,且不可以沿绳子移动的结点.“死结”两侧的绳因结而变成了两根独立的绳,因此由“死结”分开的两段绳子上的弹力不一定相等.
(2)“活结”可理解为把绳子分成两段,且可以沿绳子移动的结点.“活结”一般是由绳跨过滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的.绳子虽然因“活结”而弯曲,但实际上是同一根绳,所以由“活结”分开的两段绳子上弹力的大小一定相等,两段绳子合力的方向一定沿这两段绳子夹角的平分线.
2.杆模型
杆可分为固定杆和活动杆.固定杆的弹力方向不一定沿杆,弹力方向视具体情况而定,活动杆只能起到“拉”和“推”的作用.一般情况下,插入墙中的杆属于固定杆(如甲、乙两图中的杆),弹力方向不一定沿杆,而用铰链相连的杆属于活动杆(如丙图中的杆),弹力方向一定沿杆.
1.如图所示的四个图中,AB、BC均为轻质杆,各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接,两杆都在B处由铰链连接,且系统均处于静止状态.现用等长的轻绳来代替轻杆,能保持平衡的是( )
A.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙
B.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁
C.图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁
D.图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁
解析:如果杆端受拉力作用,可以用与之等长的轻绳代替,如果杆端受压力作用,则不可用等长的轻绳代替,如图中甲、丙、丁中的AB杆均受拉力作用,而甲、乙、丁中的BC杆均受沿杆的压力作用,故A、C、D均错误,B正确.
答案:B
2.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.绳子对挂钩弹力的合力不变
D.绳子对挂钩弹力的合力变大
解析:对挂钩受力分析如图所示,根据平衡条件,有2Tcosθ=mg绳子右端的B点在杆上位置不动,将杆向左移动到虚线位置时,角度θ变小,故绳子拉力T变小,A、B错误;绳中的拉力左右相等,两侧绳子与竖直方向的夹角均为θ,根据三力平衡条件可知,两绳子的拉力T的合力F始终与G等值反向,故D错误、C正确.
答案:C
3.(2018·石家庄模拟)如图甲所示,轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为M1的物体,∠ACB=30°;如图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G通过细绳EG拉住,EG与水平方向也成30°,轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物体,求:
(1)细绳AC段的张力TAC与细绳EG的张力TEG之比;
(2)轻杆BC对C端的支持力;
(3)轻杆HG对G端的支持力.
解析:图甲和图乙中的两个物体M1、M2都处于平衡状态,根据平衡的条件,首先判断与物体相连的细绳,其拉力大小等于物体的重力;分别取C点和G点为研究对象,进行受力分析如图甲和乙所示,根据平衡规律可求解.
(1)图甲中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M1的物体,物体处于平衡状态,绳AC段的拉力TAC=TCD=M1g;图乙中由于TEGsin30°=M2g得TEG=2M2g,所以得TAC/TEG=M1/2M2.
(2)图甲中,根据平衡条件和平行四边形定则可得,NC=TAC=M1g,方向和水平方向成30°角斜向右上方;
(3)图乙中,根据平衡方程有
TEGsin30°=M2g、TEGcos30°=NG
所以NG=M2gM2g,方向水平向右.
=
答案:(1)M1/2M2
(2)M1g,方向和水平方面成30°,指向斜右上方
(3)M2g,方向水平向右
$$
第二章
相互作用
第4课时 重力 弹力 摩擦力
课前自主回顾
课堂互动探究
课后拓展提能
课时作业
知识点一:重力
1.产生:由于 的吸引而使物体受到的力.
2.大小:与物体的质量成 ,即G= .可用
测量重力.
3.方向:总是 的.
4.重心:其位置与物体的 分布和 有关.
5.重心位置的确定
质量分布均匀的规则物体,重心在其 ;对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板,重心可用 确定.
地球
正比
mg
弹簧测力计
竖直向下
质量
形状
几何中心
悬挂法
知识点二:形变、弹性、胡克定律
1.形变
物体在力的作用下形状或体积的变化叫形变.
2.弹性
(1)弹性形变:有些物体在形变后撤去作用力时能够
的形变.
(2)弹性限度:当形变超过一定限度时,撤去作用力后,物体不能完全恢复原来的