高中物理同步重难讲练专题11活结和死结、动杆和定杆模型学案新人教版必修1

1、高中物理同步重难讲练专题 11 “活结”和“死结”、“动杆”和“定杆”模型学案新人教版必修无干无的勤劳天才是百分之一的灵感加百分之专题11 “活结”和“死扣”、“动杆”和“定杆”模型重难讲练.“活结”和“死扣”问题(1)活结：当绳绕过圆滑的滑轮或挂钩时，因为滑轮或挂钩对绳无拘束，所以绳上的力是相等的，即滑 轮只改变力的方向不改变力的大小，比如图乙中，两段绳中的拉力大小都等于重物的重力“死扣”(2)死扣：若结点不是滑轮，是固定点时，称为“死扣”结点，则双侧绳上的弹力不必定相等般是由绳索打结而形成的,双侧的绳索因打结而变为两根独立的绳索。IB“死扣”死扣的特色：a,绳索的结点不行随绳挪动b. “死

2、扣”双侧的绳索因打结而变为两根独立的绳索，所以由“死扣”分开的两头绳索上的弹力不一 定相等.“动杆”和“定杆”问题(1)动杆：若轻杆用圆滑的转轴或较链连结，当杆处于均衡时杆所遇到的弹力方向必定沿着杆，不然会 惹起杆的转动,如图甲所示，若 C为转轴，则轻杆在迟缓转动中，弹力方向一直沿杆的方向.品(2)定杆：若轻杆被固定不发生转动，则杆所遇到的弹力方向不必定沿杆的方向,如图乙所示.【典例1】(2016 全国卷田 17)如下图，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，其两头各系一质量为m的小球,在a和b之间的细线上悬挂一小物块,均衡时，a、b间的距离恰巧等于圆弧的半径,不计

3、全部摩擦3B. m2mA.2C. m金戈铁制卷1 / 15高中物理同步重难讲练专题 11 “活结”和“死结”、“动杆”和“定杆”模型学案新人教版必修天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤劳【分析】如下图,部的留心为5型副 地块的点为白由于成二七 则历也 为等边三角瑕/同f 肥壮的拉力相 除号=. 动琳吗晒则金为期段时蜘昧帆.=叫 物蝉螂）a与肉块 的重力大小相等，艮晒条线上轴力M=G三mg,所以小物块质量为加，故C对.【典例2】 如下图， 一轻绳的两头分别固定在不等高的A、B两点，现用另一轻绳将一物系统于O点,设轻绳AO、BO互相垂直， 介B,且两绳中的拉力分别为Fa、Fb,物体遇到的重力为G

4、,以下表述正确的选项是A. F必定大于GAFa必定小于Fb【答案】BF必定大于FABFa与Fb大小之和必定等于G【分析】剖析 O点受力如下图，由均衡条件可知,Fa与Fb的协力与G等大反向，因FaX Fb,故 Fa、Fb均小于 ；因 B ,故 ,B正确，A、C错误；由三角形两边之和大于第三边可知, A B错误.Mi的物体，/ ACB【典例31如图甲所示，轻绳AD越过固定的水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量另一端G经过细绳EG拉住，EG与水平方向也成30 ,轻= 30 ;图乙中轻杆 HG 一端用钱链固定在竖直墙上, 杆的G点用细绳GF拉住一个质量 M2的物体，求：金戈铁制卷2 / 15高中物理同

5、步重难讲练专题 11 “活结”和“死结”、“动杆”和“定杆”模型学案新人教版必修天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤劳甲乙(1)轻绳AC段的张力Ftac与细绳 EG的张力Fteg之比；轻杆BC对C端的支持力；(3)轻杆HG对G端的支持力.M121【答案】22 一 (2) Mg方向和水平方向成30指向右上方(3)3 Mg方向水平向右M【分析】题图甲和乙中的两个物体M、M都处于均衡状态，依据均衡的条件，第一判断与物体相连的12细绳，具拉力大小等于物体的重力；分别取C点和G点为研究对象，进行受力剖析如图甲和乙所示，依据均衡规律一一求解.甲乙E囹印中轻绳 心 暗过定渭轮拉住步量为M的物体 - 物体处

6、于平衡状态，总绳AC段的拉力 加传 图二由尸国湎113(FAi姐,得所以鬲嬴一逅图甲中;三怙自问的夹角都为根据平衡规律有网尸:尸：行Mff,方向彳口水平方向成3y 指向右上方.图N中，根据平住方程盲同属疝130,二幅,Fteccoe 3三国8和所以和wg二幅gccrt 30fr幅晶方【追踪训练】1.如下图， 将一细绳的两头固定于两竖直墙的A、B两点， 经过一个圆滑的挂钩将某重物挂在绳上,下边给出的四幅图中有可能使物体处于均衡状态的是()金戈铁制卷3 / 15高中物理同步重难讲练专题 11 “活结”和“死结”、“动杆”和“定杆”模型学案新人教版必修天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤劳1+1【

7、答案】C1解析】由于重物题过的挂钩挂在绳上,绳子张力处处相等,而两边绳子的合力尢憎于耨体的重力,方向竖直向上m由对称性可知两边绳子与竖直方向的夹簧相等，所以c正硝二2.如下图，当重物静止时，节点O受三段绳的拉力，此中AO沿水平方向，对于三段绳中蒙受拉力的状况，以下说法中正确的选项是AO蒙受的拉力最大C. CO蒙受的拉力最大BO蒙受的拉力最大三段绳蒙受的拉力同样大【答案】B【分析】以结点O为研究对象，剖析受力状况,受力剖析如图：由均衡条件得：Ti Gtan , T2Gcos故T1小于T2 , G小于T2 ;所以BO蒙受的拉力最大；故 B正确3.如下图，在水平天花板的 A点处固定一根轻杆a,杆与天

8、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金戈铁制卷4 / 15B点处，细线越过滑轮O,下端系一个重为 G的物体，BO段细线与天花板的夹角为 e= 30 .系统保持静止，不计全部摩擦.以下说法中正确的选项是（）高中物理同步重难讲练专题 11 “活结”和“死结”、“动杆”和“定杆”模型学案新人教版必修天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤劳 TOC o 1-5 h z A.细线 对天花板的拉力大小是GBO2Ga杆对滑轮的作使劲大小是一2a杆和细线对滑轮的协力大小是Ga杆对滑轮的作使劲大小是G【答案】D【醒圻】遇壮的弹力处处相等T因此细些对天花板的拉力大小是选项A错俣.两

9、段彼史上弹力场初吗 构成湖/合力为2的大小等于，料同洞轮的作用力中选项R错俣、D正确.血杆和细蜗滑轮的合力大小是3选项C错误.4.如下图，两个质量均为m的物体分别挂在支架上的B点（如图甲所示）和越过滑轮的轻绳BC上（如图乙所示），图甲中轻杆AB可绕A点转动，图乙中水平轻杆一端A插在墙壁内，已知 9= 30 ,则图甲中轻杆AB遇到绳索的作使劲Fi和图乙中滑轮遇到绳索的作使劲F2分别为（）【分析】甲图中，结点受BC绳索的拉力、重力和AB杆的支持力,依据均衡条件，有：Fi = 1*mg;乙图中，绳索对滑轮的作使劲应是两股绳的协力，如下图:金戈铁制卷5 / 15高中物理同步重难讲练专题 11 “活结”

10、和“死结”、“动杆”和“定杆”模型学案新人教版必修天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤劳故F2= mg ,故D正确，ABC错误5.如下图，质量均可忽视的轻绳与轻杆,A端用钱链固定，滑轮在 A点正上方（滑轮大小及摩擦均可不计）， 端吊一重物.现将绳的一端拴在杆的端，用拉力 将端迟缓上拉，在杆达到竖直前（）ABA.绳索拉力不变B.绳索拉力减小AB杆受力增大AB杆受力不变【答案】BD【分析】以B点为研究对象，剖析受力状况：重物的拉力Fti（等于重物的重力 G）、轻杆的支持力 Fn和绳索的拉力FT2,作出受力争如下图:由均衡条件得， Fn和FT2的协力与Fti大小相等、方向相反，依据三角形相像可得:

11、Fn Ft2 Fti_ = = 一AB BO AO又 F = Ft2ABBO解得： FN = G, F = 1 , GAOAO/ BAO迟缓变小时,AB、AO保持不变,BO变小，则 Fn保持不变，F变小.应选项 B、D正确.模拟提高（2019届广西桂林市第十八中学高三上第一次月考）如下图的四个图中,AB、BC均为轻质杆,各图中杆的A、C端都经过钱链与墙连结,两杆都在 B处由较,还能在原处保持均衡的是（）链连结,且系统均处于静止状态.现用等长的轻绳来取代轻杆金戈铁制卷6 / 15高中物理同步重难讲练专题 11 “活结”和“死结”、“动杆”和“定杆”模型学案新人教版必修天才是百分之一的灵感加百分之

12、九十九的勤劳如下图，电灯的重力【答案】AD金戈铁制卷【分析】对节点 O受力剖析如图:7 / 15A.图中的AB杆能够用轻绳取代的有甲、乙、丙B.图中的AB杆能够用轻绳取代的有甲、丙、丁C.图中的BC杆能够用轻绳取代的有乙、丙、D.图中的BC杆能够用轻绳取代的有丙、丁【答案】B【解析】由甲，、丙、Fb ab杆对以点产生的是拉力才当用轻绳代替时敷果不热 仍求使装量平衡,故图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代省的有：甲、丙、丁，故A错误，B正确不同g可知中的BC杆可以，用与？等长的羟绳代替的只有丙,故CD错俣，故选E（ 2019届山西省晋中市和诚高中有限企业高三上8月月考）G= 10 N , AO绳与

13、顶板间的夹角为 45 , BO绳水平，AO绳的拉力为 Fa, BO绳高中物理同步重难讲练专题 11 “活结”和“死结”、“动杆”和“定杆”模型学案新人教版必修天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤劳由平衡条件得竖直方向：工刘加45。=心解得：5- V2G =10tTSCT145水平方向士 & 8$459=心解译：品二137,故地页AD正确，选项BC错误（ 2019届河北省安平中学高三上第一次月考）如下图， 两根等长且不行伸长的细线结于O点，A端固定在水平杆上， B端系在轻质圆环 （不计重力）OA绳拉力为Fa, OB绳上，圆环套在竖直圆滑杆上，C端挂一重物，重物质量为mo开始时用手握住轻圆环，使

14、其紧靠D端，当重物静止时如下图。现开释圆环，圆环在竖直圆滑杆上自由滑动，当重物再次静止时拉力为Fb,则以下可能正确的选项是（）A. F Amg ; FB mg ； Fb mg ; Fb= mgOB的拉力两个力作用，竖直杆对【分析】据题剖析可知，圆环的重力不计，遇到竖直杆的支持力和绳圆环的支持力与杆垂直向左，二力均衡时，这两个力必然在同向来线上，则当让圆环在竖直圆滑杆上自由 TOC o 1-5 h z 滑动，重物再次静止时， OB绳也与竖直杆垂直。设此时OA与水平杆的夹角为a,二个细线的长度均为L,AB0若AD=L ,则当均衡时 COA共线且竖直， 止匕时F =mg , F =0 ,选项B正确；

15、 若均衡时 OA与水平方向夹角为 45 , 则Fb=mg ,Fa= vnmg mg ;选项 D正确；若均衡时OA与水平方向夹角大于45,则 FB mg ;选0BA项C正确；若均衡时OA与水平方向夹角小于45 ,则 F mg , F mg ;则A错误；应选 BCD.（ 2017-2018陕西省韩城市高一上期末）如图，一个轻型衣柜放在水平川面上，一条圆滑轻绳两头分别固定在双侧顶端A、B上，再挂上带有衣服的衣架若保持绳长和左端地点点不变，将右端改在C点固定，衣柜向来静止，以下说法正确的选项是金戈铁制卷8 / 15高中物理同步重难讲练专题 11 “活结”和“死结”、“动杆”和“定杆”模型学案新人教版必

16、修天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤劳A.绳的张力大小不变C.绳的张力变小衣柜对地面的压力将会变小衣柜对地面的压力将会增大【分析】设绳索与竖直方向的夹角为9,绳索张力为T,衣服的质量为m,对挂钩处的交点受力剖析:A Cs根据共点尢的平衡条件可得：2Tmi若改在U晶 务子与竖直方向的端好7绳的张 力变小，A错误，C正福反D、若改在C点,衣柜对地面的鼠I等于整体的重力.械不娈,则E、D 均错馔故选C（ 2017-2018云南省保山一中高二下期末）如下图，轻杆BC一端用钱链固定于墙上，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

17、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B.绳的拉力增大，轻杆受的压力减小C.绳的拉力不变，轻杆受的压力减小D.绳的拉力减小，轻杆受的压力不变【答案】C金戈铁制卷9 / 15高中物理同步重难讲练专题 11 “活结”和“死结”、“动杆”和“定杆”模型学案新人教版必修天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤劳【解析】以滑轮C力研究赫，分析劭情况/系统处于静止田L肩轮的合力为零端子帼力尸聋手物体的勤.根据平衡条件再分析由于丸点的上科时轻杆所受压摘度化情况.由于绳子的拉力版力大小相等.，曲平面褥扇时轻杆瞬持力NgT、G懈力大1书心方向 相反，则昼杆心在TJG的展钾聂

18、匕 母寺盘点沿堵，直上移一些，亲河又处于静止肮器寸，根据潸称性, 可知j t. e夹角增大r则轻杆与竖直鹏间的夹角居大.故a错误中以滑轮 c为研究对象，剖析受力状况，系统处于静止状态时，滑轮的协力为零，则绳索的拉力T和轻杆的支持力 N的协力与重力 G大小相等、方向相反，作实力的合成图如图。将A点沿墙稍上移一些时，系统又处于静止状态，则绳索的拉力大小等于物体的重力，保持不变。而轻杆的支持力N大小等于T、G的合力大小，T与G的夹角增大，则知 N减小。故绳的拉力不变，轻杆受的压力减小。故C正确，BD错误。故6. （ 2017-2018广东省阳江三中高一上期末）用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中，如

19、下图.已知绳 ac和bc与竖直方向的夹角分别为 30o和60o ,则ac和bc绳中的拉力分别为（）A. mg, mg BC. 2 mg , mg Dmg, 5mgjmg【答案】B【分析】对结点 C受力剖析，遇到三根绳索拉力，将Fa和Fb合成为F ,金戈铁制卷10 / 15高中物理同步重难讲练专题 11 “活结”和“死结”、“动杆”和“定杆”模型学案新人教版必修天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤劳依据三力均便T得出：F=Fc =mg；已知ac和bc与竖直方向的夹角分别为30和60 ,所以a =30 依据三角函数关系得出：Fa=F? cos民=2 mg ; Fb=F? sin a = mg,应

20、选B。（ 2018贵州省贵阳市第一中学高三12月月考理科综合）如下图，竖直面内固定一段半圆弧轨道，两头点A, B连线水平。将一轻质小环P套在轨道上，一细线穿过轻环，一端系一质量为m的小球，另一端固定于B点。不计全部摩擦，重力加快度为g,均衡时轻环所受圆弧轨道的弹力大小A. 必定等于 J2fc mgB . 必定等于 J3 mgC. 可能大于q3 mgD.可能等于 2mg【答案】Bt解析】平衡时，直姓OP 一定位于26Pm的平分线上一定有中八 根据受力平僮Lmg,故B正确3ACD霸误（ 2018山东省枣庄八中高三上期中）如下图，小球A、B经过一细绳越过定滑轮连结，它们都穿在一根竖直杆上。当两球均衡

21、时，连结两球的细绳与水平方向的夹角分别为。和 28 ,假定装置中各处摩擦均不计，则A、B球的质量之比为 （）A. 1:2cos 6 B . 2cos 6 :1 C . tan 6 :1 D . 1:2sin 6【答案】A金戈铁制卷11 / 15高中物理同步重难讲练专题 11 “活结”和“死结”、“动杆”和“定杆”模型学案新人教版必修天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤劳【解折】分别对超两球分析，运用合成法，如图:由几何知iR得：TshiB = M二 msgsing疝11白故选：A.（ 2017-2018黑龙江省哈尔滨市第三中学高二下期末）BO如下图，OB初始地点水平，保持不变OA方向不变，同

22、时保持O点地点不变，将 B点向上移，则绳的拉力将（）jfT3Te LA.渐渐减小.先增大后减小C.先减小后增大【答案】C【分析】以结点O研究对象，剖析受力：重力 mg、绳索AO的拉力Tao和BO拉力Tbo金戈铁制卷12 / 15高中物理同步重难讲练专题 11 “活结”和“死结”、“动杆”和“定杆”模型学案新人教版必修天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤劳3MWHMR2 ., VL凶/k Tbovri依据均衡条件得悉，两个拉力的协力与重力大小相等、方向相反，在B点上移过程中，此协力保持不变，作出 BO在三个不一样地点两个拉力的合成图如图，由图看出，OB的拉力先减小后增大。故应选 Co11 .

23、（ 2017-2018湖南省岳阳市第一中学高二下期末）如下图，两个小球b质量均为 m,用细线相连弁悬挂于b点，现用一轻质弹簧给小球k施加一个拉力凡 使整个装置处于静止状态，且工况与竖直方向夹角为“0颈产,已知弹簧的劲度系数为小值是（）【答案】A【解析】以小球小整体为研究对象，分析受力作出尹在n寸节何时整体的受力图，根据平衡条件得如：窜与T的合力与整体重力加唱总是大小相等,方向相反,由力的合成图可知,当F与绳子m垂直时,F有最小值第即国中2位置工的最小值为心=2加更比5 = 2 乂*捆据胡克定律所以牛，A正确.金戈铁制卷13 / 15高中物理同步重难讲练专题 11 “活结”和“死结”、“动杆”和“定杆”模型学案新人教版必修天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤劳12.如下图：质量为M的斜劈搁置在水平川面上，细线绕过滑轮O