死结与活结死杆和活杆.docx

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死结与活结死杆和活杆

死结”与“活结”

死杆与活杆

死结”分开的两端绳子上的弹力

,悬

模型:

轻绳

绳的质量不计,伸长忽略不计,绳上任何一个横截面两边相互作用的拉力叫做“张力”,因此轻

绳只有两端受力时,任何一个横截面上的张力大小都等于绳的任意一端所受拉力的大小,即同一轻绳张力处处相等

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.轻绳的特点

绳的质量不计,伸长忽略不计,同一轻绳张力处处相等

2.死“结”与“活结”

“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,因此由不一定相等例1.AO,BO,和CO三根绳子,O为节点,OB与数值方向夹角为挂物质量为m。

已知θ角为37°,物体质量为5kg.

求AO,BO,CO三根绳子拉力的大小。

练习2.建筑工人要将建筑材料运送到高处,常在楼顶装置一个定滑轮(图中未画出),用绳AC通过滑轮将建筑材料提到某一高处,为了防止材料与墙壁相碰,站在地面上的工人还另外用绳CD拉住材料,使它与竖直墙面保持一定的距离L。

若不计两根绳的重力,在提起材料的过程中,绳AC和CD的拉

力T1和T2的大小变化情况是()

A.

T1

增大,

T2

增大

B.

T1

增大,

T2

不变

C.

T1

增大,

T2

减小

D.

T1

减小,

T2

减小

练习3.轻绳AB一段固定于A点,另一端自由。

在绳中某处O点打结系另一轻绳OC,下挂一质量为m的物体。

现保持O点的位置不变,在OB段由水平方向缓慢转到竖直方向的过

程中,拉力F和绳OA的张力变化?

 

当绳子跨过光滑的滑轮、光滑的碗口、钉子等光滑的节点时,此时节点是“活”节,“活结”可理解为把绳子分成两段,此时绳子为同一根绳子,张力大小处处相等。

1.结点不固定,可随绳子移动。

绳子虽然因活结而弯曲,但实际上是同一根绳子。

所以由活结分开的两段绳子上弹力的大小一定相等。

2.活结两侧的绳子与水平方向的夹角相等,与竖直方向的夹角也相等。

两段绳子合力的方向一定沿这两段绳子夹角的平分线。

例1:

如图3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()

 

 

例2、将一根轻而柔软的细绳,一端拴在天花板上的A点,另一端拴在墙上的B点,A和B到O点的距离相等,绳的长度是OA的两倍,在一个质量可忽略的动滑轮K的下方

悬挂一个质量为M的重物,现将动滑轮和重物一起挂到细绳上,在达到新的平衡时,绳子所受的拉力是多大?

练习1.如图所示,有两根立于水平地面上的竖直杆,将一根不能伸长的、柔软的轻绳的两端,分别系于竖直杆上不等高的两点a、b上,用一个光滑的动滑轮O悬挂一个重物后再挂在绳子上,达到平衡状态。

现保持轻绳的a端不动,将b端缓慢下移。

在此过程中,轻绳的张力的变化情况是()

A.保持不变

B.不断增大

C.不断减小

D.先增大,后减小

练习2.(多选)如图,晒衣服的绳子轻且光滑,悬挂衣服的衣架的挂钩也是光滑的,轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点,衣服处于静止状态,如果保持绳子A端位置不变,将B端分别移动到不同的位置。

下列判断正确的是()

C.B端在杆上位置不动,将杆移动到虚线位置时,绳子张力变大

D.B端在杆上位置不动,将杆移动到虚线位置时,绳子张力变小

练习3.如图所示,由物体A和B组成的系统处于静止状态。

A、

B的质量分别为mA和mB,且mA>mB。

滑轮的质量和一切摩擦可不计。

使绳的悬点由P点向右移动一小段距离到Q点,系统再次到达静止状态。

则悬点移动前后图中绳与水平方向间的夹角θ将:

A.变大

B.变小

C.不变

D.可能变大,也可能变小

示.现保持滑轮C的位置不变,使杆向下转动一个角度,则杆对滑轮

A.变大

B.不变

C.变小

D.无法确定

练习5:

(多选)如图所示是某同学为颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图,一根绳绕过两个定滑轮后两端各挂着一个相同质量的重物,与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎(图中是用手指代替颈椎做实验),整个装置在同一竖直平面内,如果要增大颈椎所受的拉力,可采取的办法是()

C只将手指向下移动

D只将手指向上移动

 

练习六:

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.B.C.mD.2m

所谓“活杆”,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“死杆”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。

例1:

如图甲所示,细绳AD跨过固定的水平轻杆BC右端的定滑轮挂住一个质量为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拉住一个质量为M2的物体,求:

(1)细绳AC段的张力FTAC与细绳EG的张力FTEG之比;

(2)轻杆BC对C端的支持力;(3)轻杆HG对G端的支持力。

例2:

如图所示,水平横梁一端A插在墙壁内,另一端装有小滑轮B,一轻绳一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=

10kg的重物,∠CBA=30°,(g取10N/kg)则滑轮受到绳子作用力为多少?

 

活结问题小练习

1.如图所示,一不可伸长的光滑轻绳,其左端固定于O点,右端跨过位于

O′点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体;OO′段水平,长度为L;绳子

上套一可沿绳滑动的轻环。

现在轻环上悬挂一钩码,平衡后,物体上升L。

则钩码的质量为(

A.

22M

B.

C.2M

D.3M

2.在如图所示的A、B、C、D四幅图中,滑轮本身的重力忽略不计,滑轮的轴O安装在一根轻木杆P上,一根轻绳ab绕过滑轮,a端固定在墙上,b端下面挂一个质量都是m的重物,当滑轮和重物都静止不动时,图A、C、D中杆P与竖直方向夹角均为θ,图B中杆P在竖直方向上,假设A、B、C、D

四幅图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为

FA、

 

FB、FC、FD,则以下判断中正确的是()

A.FA=FB=FC=FDB.FD>FA=FB>FC

C.FA=FC=FD>FBD.FC>FA=FB>FD

3.如图7所示,两竖直木桩ab、cd固定,一不可伸长的轻绳两端固定在a、c端,绳长为L,一质量为m的物体A通过轻质光滑挂钩挂在轻绳中间,静止时轻绳两端夹角为120°。

若把

轻绳换成自然长度为L的橡皮筋,物体A悬挂后仍处于静止状态,橡皮筋处于弹性限度内。

若重力加速度大小为g,关于上述两种情况,下列

说法正确的是()

A.轻绳的弹力大小为2mg

B.轻绳的弹力大小为mg

C.橡皮筋的弹力大于mg

D.橡皮筋的弹力大小可能为mg

4.如图所示,物体A、B用细绳与弹簧连接后跨过滑轮。

A静止在倾角为45°的粗糙斜面上,B悬挂着。

已知mA=3mB,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由45°减小到30°,B不会碰到地面,

则()

A.弹簧的弹力不变

B.物体A对斜面的压力将减小

C.物体A受到的静摩擦力将减小

D.弹簧的弹力及A受到的静摩擦力都不变

5.如图所示,直杆BC的一端用铰链固定于竖直墙壁,另一端固定一个小滑轮C,细绳下端挂一重物,细绳的AC段水平。

不计直杆、滑轮及细绳的质量,忽略所有摩擦。

若将细绳的端点A稍向下移至A'点,使之重新平衡,则此时滑轮C的位置()

A在AA'之间

B与A'点等高

C在A'点之下

D在A点之上

6.如图所示,倾角为θ的斜面体c置于水平地面上,小物块b置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接,连接b的一段细绳

与斜面平行.在a中的沙子缓慢流出的过程中,a、b、c都处于静止状态,下列说法正确的是()

A.b对c的摩擦力可能始终增加

B.滑轮对绳的作用力方向始终不变

C.地面对c的支撑力始终变小

D.对地面的摩擦力方向始终向左

7.如图所示,轻杆BC一端用铰链固定于墙上,另一端有一小滑轮C,系重物的轻绳绕过滑轮C将上端固定于墙上的A点,不计摩擦,系统处于静止状态,现将A点沿墙稍上移一些,系统又处于静止状态,则由于A点的上移()

A.轻杆与竖直墙壁间的夹角减小

 

8.如图所示,倾角为θ的斜面体C置于水平地面上,小物块面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接,连接物体段细绳与斜面平行,已知A、B、C都处于静止状态.则(A.物体B受到斜面体C的摩擦力一定不为零

B.斜面体C受到水平面的摩擦力一定为零

C.斜面体C有沿地面向右滑动的趋势,一定受到地面向左的摩擦力

D.将细绳剪断,若B物体依然静止在斜面上,此时水平面对斜面体C的摩擦力一定不为零

死结答案例1:

37.562.550

练习1:

A

练习

练习

2:

3:

A

F先变小后变大

FOA变小

活结答案例1:

C

例2:

练习1:

A

练习2:

AD

练习3:

C

练习4:

B练习五:

BC

练习六:

C

活杆和死杆答案例1:

解:

题图甲和乙中的两个物体M1、M2都处于平衡状态,根据平衡条件可判断,与物体相连的细绳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.

(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FAC=FCD=M1g

图乙中由FEGsin30°=M2g得FEG=2M2g

所以得

(2)图甲中,根据几何关系得:

FC=FAC=M1g=100N,方向和水平方向成30°向斜右上方

(3)图乙中,根据平衡方程有

FEGsin30°=M2g;FEGcos30°=FG

所以FG

例2:

由题意可得,对绳B点受力分析:

滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力F1和F2的合力F,因同一根绳张力处处相等,都等于物体的重量,即为:

F1=F2=G=mg.

用平行四边形定则作图,由于拉力F1和F2的夹角为120°,则由几何知识得:

F=mg,所以滑轮受绳的作用力为mg

故答案为:

mg.

1.【答案】

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