专题01 光滑滑轮与光滑挂钩模型-高考物理模型法之实物模型法(解析版)
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1、高中物理系列模型之实物模型.光滑滑轮与光滑挂钩模型模型界定 光滑挂钩钩于绳上时,其作用相当于一个光滑动滑轮。本模型只研究轻质光滑滑轮所涉及的受力、平衡及运动等问题。模型破解解决滑轮模型的问题时,首要的是掌握其力学特点:l-xx图1FTT图21. 由于滑轮光滑,故滑轮两侧的轻绳上张力相等,此特点与运动状态、是定滑轮还是动滑轮无关。2. 对于动滑轮,由于两侧绳上张力相等,故在平衡状态下两侧轻绳与竖直方向的夹角相等。3. 系统平衡时,动滑轮两侧轻绳与竖直方向的夹角大小取决于绳的总长度及两侧绳的悬点间水平距离,与悬点的位置无关,如图1所示:,即。4. 对于轻质滑轮,轮轴对滑轮的作用力与两侧轻绳上张力的
2、合力等值反向,大小关系为,这与系统是否平衡无关。5. 将轻绳悬挂于光滑钉子、圆柱体等之类的物体上,其作用相当于滑轮.例1.在如图所示装置中,ml由轻质滑轮悬挂在绳间,两物体质量分别为m1、m2,悬点a、b间的距离远大于滑轮的直径,不计一切摩擦,整个装置处于静止状态则例1题图A一定等于 Bm1一定大于m2Cm1一定小于m2 Dm1可能等于m2【答案】【解析】由图可知绳中张力T等于m2的重力,由动滑轮受力平衡有:水平方向上,竖直方向有,可解得,。由于悬点a、b间的距离远大于滑轮的直径,可知,则当时,故只有AD正确。例2.如图所示,将一根不能伸长、柔软的轻绳两端分别系于A、B两点上,一物体用动滑轮悬
3、挂在绳子上,达到平衡时,两段绳子间的夹角为,绳子张力为F1;将绳子B端移至C点,待整个系统达到平衡时,两段绳子间的夹角为,绳子张力为F2;将绳子B端移至D点,待整个系统达到平衡时,两段绳子间的夹角为,绳子张力为F3,不计摩擦,则( )例2题图A= B=F2 F3 DF1 =F2 N2N3 B.T1T2T3, N1=N2=N3 C.T1=T2=T3, N1=N2=N3 D.T1T2T3, N1N2N3 【答案】【解析】三种情况下绳中张力都等于重物的重力,BD错误.轴心对定滑轮的作用力应与连接物体的两段绳中张力的合力相平衡,而大小一定的两个力,其间夹角越大,合力越小,A正确C错误.4.如图是某同学
4、对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和动滑轮后各挂着一个相同的重物,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。如果要增大手指所受的拉力,可采取的办法是练4图A只增加绳的长度 B只增加重物的重量C只将手指向下移动 D只将手指向上移动【答案】5.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 练5图AB端移到B1位置时,绳子张力不变BB端移到B2位置时,绳子张力变小CB端在杆上位
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