第七关——自由杆和固定杆的弹力方向及轻绳模型
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第七关——自由杆和固定杆的弹力方向及轻绳模型

第七关自由杆和固定杆的弹力方向及轻绳模型

一、固定杆和自由杆(铰接)的弹力方向:

例1、如图,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,杆的下端有一轻滑轮O。一根细线上端固定在该天花板上的B点处,细线跨过滑轮O,下端系一个重量为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、轻绳模型:

1、轻绳上拉力的大小处处相等

2、一根绳中间挂一重物,两段绳的张角越大,绳的拉力就越大。

1、如图所示,轻绳的一端固定在水平天花板上的A点,另一端固定在竖直墙上的B点,图中OA =l,轻绳长2l。用不计质量和摩擦的小动滑轮下悬吊质量为m的物体,将该装置跨在轻绳上,求系统达到静止时绳中的张力T多大? 将B点沿竖直墙壁上下移动,绳的张力大小如何变化?

2、如图1所示,物体B通过动滑轮悬挂在细绳上,整个系统处于静止状态,动滑轮的质量和一切摩擦均不计。如果将绳的左端由Q点缓慢地向左移到P点,整个系统重新平衡后,绳的拉力F和绳子与竖直方向的夹角θ的变化情况是

A.F变大,θ变大

B.F变小,θ变小

C.F不变,θ变小

D.F不变,θ变大

3、如图1所示,长为 5m 的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距 4m 的两杆的顶端A、B,绳上挂一个光滑的轻质挂钩,其下连着一个重为12N的物体,平衡时,问:(1)绳中的张力T为多少?(2)A点向上移动少许,重新平衡后,绳与水平面夹角、绳中张力如何变化?

4、如图所示,晾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 ( )

A.B端移到B1位置时,绳子张力不变

B.B端移到B2位置时,绳子张力变小

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

5、

6、为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化规律,同学们设计了如题6图3所示的实验装置。他们将不可伸长轻绳的两端通过测力计(不计质量及长度)固定在相距为D的两立柱上,固定点分别为P和Q,P低于Q,绳长为L(L>PQ)。他们首先在绳上距离P点10cm处(标记为C)系上质量为m的重物(不滑动),由测力计读出PC、QC的拉力大小TP、TQ。随后,改变重物悬挂点C的位置,每次将P到C的距离增加10cm,并读出测力计的示数,最后得到TP、TQ与绳长PC的关系曲线如题6图4所示。由实验可知:

①曲线Ⅱ中拉力最大时,C与P点的距离为 cm,该曲线为 (选填:TP或TQ)的曲线。

②在重物从P移到Q的整个过程中,受到最大拉力的是 (选填:P或Q)点所在的立柱。

③曲线Ⅰ、Ⅱ相交处,可读出绳的拉力为T0= N,它与L、D、m和重力加速度g的关系为T0= 。

总结: