突破6 绳上的活结、死结问题与活动杆、固定杆问题(原卷版)
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“绳上的‘死结’和‘活结’模型”
“活动杆”与“固定杆”
一、“活结”与“死结”
绳是物体间连接的一种方式,当多个物体用绳连接的时候,其间必然有“结”的出现,根据“结”的形式不同,可以分为“活结”和“死结”两种.
1.“活结”
“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.“死结”
“死结”可理解为把绳子分成两段,且不可沿绳子移动的结点。“死结”一般是由绳子打结而形成的,“死结”两侧的绳子因打结而变成两根独立的绳子。
死结的特点:
1.绳子的结点不可随绳移动
2.“死结”两侧的绳子因打结而变成两根独立的绳子,因此由“死结”分开的两端绳子上的弹力不一定相等
【典例1】如图所示,将一细绳的两端固定于两竖直墙的A、B两点,通过一个光滑的挂钩将某重物挂在绳上,下面给出的四幅图中有可能使物体处于平衡状态的是()
【典例2】如图所示,一轻绳的两端分别固定在不等高的A、B两点,现用另一轻绳将一物体系于O 点,设轻绳AO、BO相互垂直,α>β,且两绳中的拉力分别为F A、F B,物体受到的重力为G,下列表述正确的是()
A.F A一定大于G
B.F A一定大于F B
C.F A一定小于F B
D.F A与F B大小之和一定等于G
【典例3】如图所示,在水平天花板的A点处固定一根轻杆a,杆与天花板保持垂直.杆的下端有一个轻滑轮O.另一根细线上端固定在该天花板的B点处,细线跨过滑轮O,下端系一个重为G的物体,BO 段细线与天花板的夹角为θ=30°.系统保持静止,不计一切摩擦.下列说法中正确的是()
A.细线BO对天花板的拉力大小是G
2
B.a杆对滑轮的作用力大小是G
2
C.a杆和细线对滑轮的合力大小是G
D.a杆对滑轮的作用力大小是G
二、“活动杆”与“固定杆”
轻杆是物体间连接的另一种方式,根据轻杆与墙壁连接方式的不同,可以分为“活动杆”与“固定杆”.
所谓“活动杆”,就是用铰链将轻杆与墙壁连接,其特点是杆上的弹力方向一定沿着杆的方向;
而“固定杆”就是将轻杆固定在墙壁上(不能转动),此时轻杆上的弹力方向不一定沿着杆的方向。
【典例1】甲、乙两图中的杆都保持静止,试画出甲、乙两图O点受杆的作用力的方向.(O为结点)
图2-1-8
【典例2】如图甲所示,轻绳AD跨过固定的水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量M1的物体,∠ACB=30°;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M2的物体,求:
(1)轻绳AC段的张力F T AC与细绳EG的张力F T EG之比;
(2)轻杆BC对C端的支持力;
(3)轻杆HG对G端的支持力.