高一物理 多力平衡“活結(jié)與死結(jié)”“活桿與死桿”PowerPoint 演示文稿

1、.1.2n模型：輕繩模型：輕繩n繩的質(zhì)量不計(jì)，伸長忽略不計(jì)，繩上繩的質(zhì)量不計(jì)，伸長忽略不計(jì)，繩上任何一個(gè)橫截面兩邊相互作用的拉力任何一個(gè)橫截面兩邊相互作用的拉力叫做叫做“張力張力”, ,因此輕繩因此輕繩只有兩端受力只有兩端受力時(shí)，任何一個(gè)橫截面上的張力大小都時(shí)，任何一個(gè)橫截面上的張力大小都等于繩的任意一端所受拉力的大小，等于繩的任意一端所受拉力的大小，即即同一輕繩張力處處相等同一輕繩張力處處相等 .3 繩是物體間連接的一種方式，當(dāng)多個(gè)物體繩是物體間連接的一種方式，當(dāng)多個(gè)物體 用繩連接的時(shí)候，其間必然有用繩連接的時(shí)候，其間必然有“結(jié)結(jié)”的出現(xiàn)，根的出現(xiàn)，根據(jù)據(jù)“結(jié)結(jié)”的形式不同，可以分為的形式不

2、同，可以分為“活結(jié)活結(jié)”和和“死死結(jié)結(jié)”兩種。兩種。 1. 1.輕繩的特點(diǎn)輕繩的特點(diǎn) 繩的質(zhì)量不計(jì)，伸長忽略不計(jì)，繩的質(zhì)量不計(jì)，伸長忽略不計(jì)，同一輕繩張力處同一輕繩張力處處相等處相等 2. 2.“死結(jié)死結(jié)”與與“活結(jié)活結(jié)” .4 一、一、“死結(jié)死結(jié)” “死結(jié)死結(jié)”可理解為把繩子分成兩段，且不可理解為把繩子分成兩段，且不可沿繩子移動(dòng)的結(jié)點(diǎn)?？裳乩K子移動(dòng)的結(jié)點(diǎn)?！八澜Y(jié)死結(jié)”一般是由繩子一般是由繩子打結(jié)而形成的，打結(jié)而形成的，“死結(jié)死結(jié)”兩側(cè)的繩子因打結(jié)而兩側(cè)的繩子因打結(jié)而變成兩根獨(dú)立的繩子。變成兩根獨(dú)立的繩子。OTBTAO.5死結(jié)的特點(diǎn)：死結(jié)的特點(diǎn)：1.1.繩子的結(jié)點(diǎn)不可隨繩移動(dòng)繩子的結(jié)點(diǎn)不可隨繩

3、移動(dòng)2.2.“死結(jié)死結(jié)”兩側(cè)的繩子因打結(jié)而變成兩根兩側(cè)的繩子因打結(jié)而變成兩根獨(dú)立的繩子，因此由獨(dú)立的繩子，因此由“死結(jié)死結(jié)”分開的兩端分開的兩端繩子上的彈力不一定相等繩子上的彈力不一定相等.6例例1.AO,BO,1.AO,BO,和和COCO三根繩子，三根繩子，O O為節(jié)點(diǎn)，為節(jié)點(diǎn)，OBOB與與數(shù)值方向夾角為數(shù)值方向夾角為 ，懸掛物質(zhì)量為，懸掛物質(zhì)量為mm。已知。已知 角角為為3737，物體質(zhì)量為，物體質(zhì)量為5kg.5kg.求求AO,BO,COAO,BO,CO三根繩子拉力的大小。三根繩子拉力的大小。AOBC.7 合成法TATBTCmg5062.5cos0.8BTNq=tan50 0.75 37.

4、5ATmgNq=50CTm gN=.8 效果分解法mg5062.5cos0.8BTNq=tan50 0.75 37.5ATmgNq=50CTm gN=.9ABOmgTATB5062.5coscos0.8BBTNTmgmgqq=sin62.50.637.5ABTTNq= 正交分解法50CTmgN=.10練習(xí)1、用三根輕繩將質(zhì)量為m的物塊懸掛在空中，如圖所示已知ac和bc與豎直方向的夾角分別為30和60，則ac繩和bc繩中的拉力分別為（ ）A.11練習(xí)練習(xí)2 2建筑工人要將建筑材料運(yùn)送到高處，常在樓頂裝置建筑工人要將建筑材料運(yùn)送到高處，常在樓頂裝置一個(gè)定滑輪（圖中未畫出），用繩一個(gè)定滑輪（圖中未畫

5、出），用繩ACAC通過滑輪將建筑材料通過滑輪將建筑材料提到某一高處，為了防止材料與墻壁相碰，站在地面上的工提到某一高處，為了防止材料與墻壁相碰，站在地面上的工人還另外用繩人還另外用繩CDCD拉住材料，使它與豎直墻面保持一定的距拉住材料，使它與豎直墻面保持一定的距離離L L。若不計(jì)兩根繩的重力，在提起材料的過程中，繩。若不計(jì)兩根繩的重力，在提起材料的過程中，繩ACAC和和CDCD的拉力的拉力T T1 1和和T T2 2的大小變化情況是（）的大小變化情況是（） A AT T1 1增大、增大、T T2 2增大增大 B BT T1 1增大、增大、T T2 2不變不變 C CT T1 1增大、增大、T

6、T2 2減小減小 D DT T1 1減小、減小、T T2 2減小減小A.12練習(xí)3.輕繩AB一段固定于A點(diǎn)，另一端自由。在繩中某處O點(diǎn)打結(jié)系另一輕繩OC，下掛一質(zhì)量為m的物體。現(xiàn)保持O點(diǎn)的位置不變，在OB段由水平方向緩慢轉(zhuǎn)到豎直方向的過程中，拉力F和繩OA的張力變化？OAFBTAOFC.13 二、二、“活結(jié)活結(jié)” 當(dāng)繩子跨過光滑的滑輪、光滑的碗口、當(dāng)繩子跨過光滑的滑輪、光滑的碗口、釘子等光滑的節(jié)點(diǎn)時(shí)，此時(shí)節(jié)點(diǎn)是釘子等光滑的節(jié)點(diǎn)時(shí)，此時(shí)節(jié)點(diǎn)是“活活”節(jié)節(jié)， “活結(jié)活結(jié)”可理解為把繩子分成兩段，可理解為把繩子分成兩段，此時(shí)繩子為同一根繩子，張力大小處處相此時(shí)繩子為同一根繩子，張力大小處處相等。等。

7、TTT合合.14活結(jié)的特點(diǎn)：活結(jié)的特點(diǎn)：1.1.結(jié)點(diǎn)不固定，可隨繩子移動(dòng)。繩子雖然因活結(jié)結(jié)點(diǎn)不固定，可隨繩子移動(dòng)。繩子雖然因活結(jié)而彎曲，但實(shí)際上是而彎曲，但實(shí)際上是同一根繩子同一根繩子。所以由活結(jié)。所以由活結(jié)分開的兩段繩子上分開的兩段繩子上彈力的大小一定相等彈力的大小一定相等。2.2.活結(jié)兩側(cè)的繩子活結(jié)兩側(cè)的繩子與水平方向的夾角相等與水平方向的夾角相等，與豎，與豎直方向的夾角也相等。兩段繩子合力的方向一直方向的夾角也相等。兩段繩子合力的方向一定沿這兩段繩子夾角的平分線。定沿這兩段繩子夾角的平分線。.15n例例1 1：如圖：如圖3 3所示，將一細(xì)繩的兩端固定于兩所示，將一細(xì)繩的兩端固定于兩豎直墻

8、的、兩點(diǎn)，通過一個(gè)豎直墻的、兩點(diǎn)，通過一個(gè)光滑光滑的掛鉤的掛鉤將某重物掛在繩上，下面給出的四幅圖中有將某重物掛在繩上，下面給出的四幅圖中有可能使物體處于可能使物體處于平衡平衡狀態(tài)的是（狀態(tài)的是（ ）解析：由于重物是通過一個(gè)光滑的掛鉤掛在繩上，繩子張解析：由于重物是通過一個(gè)光滑的掛鉤掛在繩上，繩子張力處處相等，而兩邊繩子的合力大小等于物體的重力，方力處處相等，而兩邊繩子的合力大小等于物體的重力，方向豎直向上，由對(duì)稱性可知兩邊繩子與豎直方向的夾角相向豎直向上，由對(duì)稱性可知兩邊繩子與豎直方向的夾角相等，所以等，所以C正確。正確。C.16例例2 2、將一根輕而柔軟的細(xì)繩，一端拴在天花板上、將一根輕而柔

9、軟的細(xì)繩，一端拴在天花板上的的A A點(diǎn)，另一端拴在墻上的點(diǎn)，另一端拴在墻上的B B點(diǎn)，點(diǎn)，A A和和B B到到O O點(diǎn)的距離點(diǎn)的距離相等，繩的長度是相等，繩的長度是OAOA的兩倍，在一個(gè)質(zhì)量可忽略的的兩倍，在一個(gè)質(zhì)量可忽略的動(dòng)滑輪動(dòng)滑輪K K的下方懸掛一個(gè)質(zhì)量為的下方懸掛一個(gè)質(zhì)量為MM的重物，現(xiàn)將動(dòng)滑的重物，現(xiàn)將動(dòng)滑輪和重物一起掛到細(xì)繩上，在達(dá)到新的平衡時(shí)，繩輪和重物一起掛到細(xì)繩上，在達(dá)到新的平衡時(shí)，繩子所受的拉力是多大？子所受的拉力是多大？AOBKM.1712TATBMgKABABTT=12coscosABTTqq=12sinsinABTTmgqq+=1cos223sin2ssqq=3mg3

10、ABTT=12qq=SOM.18n例例3如圖所示，有兩根立于水平地面上的豎如圖所示，有兩根立于水平地面上的豎直桿，將一根不能伸長的、柔軟的輕繩的兩端，直桿，將一根不能伸長的、柔軟的輕繩的兩端，分別系于豎直桿上不等高的兩點(diǎn)分別系于豎直桿上不等高的兩點(diǎn)a、b上，用一上，用一個(gè)個(gè)光滑光滑的動(dòng)滑輪的動(dòng)滑輪O懸掛一個(gè)重物后再掛在繩子懸掛一個(gè)重物后再掛在繩子上，達(dá)到上，達(dá)到平衡平衡狀態(tài)?，F(xiàn)保持輕繩的狀態(tài)?，F(xiàn)保持輕繩的a端不動(dòng)，端不動(dòng)，將將b端端緩慢緩慢下移。在此過程中，輕繩的張力的下移。在此過程中，輕繩的張力的變化情況是（變化情況是（ ） nA保持不變保持不變 nB不斷增大不斷增大nC不斷減小不斷減小 n

11、D先增大，后減小先增大，后減小A.19n例例4如圖，曬衣服的繩子輕且光滑，懸掛衣如圖，曬衣服的繩子輕且光滑，懸掛衣服的衣架的掛鉤也是光滑的，輕繩兩端分別固服的衣架的掛鉤也是光滑的，輕繩兩端分別固定在兩根豎直桿上的定在兩根豎直桿上的A、B兩點(diǎn)，衣服處于靜兩點(diǎn)，衣服處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果保持繩子止?fàn)顟B(tài)，如果保持繩子A端位置不變，將端位置不變，將B端端分別移動(dòng)到不同的位置。下列判斷正確的是分別移動(dòng)到不同的位置。下列判斷正確的是AB端移到端移到B1位置時(shí)，位置時(shí)，n 繩子張力不變繩子張力不變nBB端移到端移到B2位置時(shí)，位置時(shí)，n 繩子張力變小繩子張力變小nCB端在桿上位置不動(dòng)，將桿移動(dòng)到虛線位端在桿上位

12、置不動(dòng)，將桿移動(dòng)到虛線位置時(shí)，繩子張力變大置時(shí)，繩子張力變大nDB端在桿上位置不動(dòng)，將桿移動(dòng)到虛線位端在桿上位置不動(dòng)，將桿移動(dòng)到虛線位置時(shí)，繩子張力變小置時(shí)，繩子張力變小AD.20n4如圖所示，由物體如圖所示，由物體A和和B組成的系統(tǒng)處于組成的系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。靜止?fàn)顟B(tài)。A、B的質(zhì)量分別為的質(zhì)量分別為mA和和mB，且且mAmB?；喌馁|(zhì)量和一切摩擦可不計(jì)?；喌馁|(zhì)量和一切摩擦可不計(jì)。使繩的懸點(diǎn)由使繩的懸點(diǎn)由P點(diǎn)向右移動(dòng)一小段距離到點(diǎn)向右移動(dòng)一小段距離到Q點(diǎn)，系統(tǒng)再次到達(dá)點(diǎn)，系統(tǒng)再次到達(dá)靜止靜止?fàn)顟B(tài)。則懸點(diǎn)移動(dòng)前狀態(tài)。則懸點(diǎn)移動(dòng)前后圖中繩與水平方向間的夾角后圖中繩與水平方向間的夾角將：將：nA變

13、大變大 nB變小變小nC不變不變 nD可能變大，也可能變小可能變大，也可能變小C.21總結(jié)：總結(jié)：1.1.什么是活結(jié)，什么是死結(jié)？什么是活結(jié)，什么是死結(jié)？2.2.它們各有什么特點(diǎn)？它們各有什么特點(diǎn)？.22二，“活桿”與“死桿” 輕桿是物體間連接的另一種方式，根據(jù)輕桿與墻壁連接方式的不同，可以分為“活桿”與“死桿”。.23所謂所謂“活桿活桿”，就是用鉸鏈將輕桿與墻壁連接，就是用鉸鏈將輕桿與墻壁連接，其特點(diǎn)是桿上的彈力方向一定沿著桿的方向；其特點(diǎn)是桿上的彈力方向一定沿著桿的方向；而而“死桿死桿”就是將輕桿固定在墻壁上（不能轉(zhuǎn)就是將輕桿固定在墻壁上（不能轉(zhuǎn)動(dòng)），此時(shí)輕桿上的彈力方向不一定沿著桿的動(dòng)）

14、，此時(shí)輕桿上的彈力方向不一定沿著桿的方向。方向。O活活GOG死死.24 典型綜合題典型綜合題 如圖甲所示，輕繩如圖甲所示，輕繩ADAD跨過固定的水平橫梁跨過固定的水平橫梁BCBC右端的右端的定滑輪掛住一個(gè)質(zhì)量為定滑輪掛住一個(gè)質(zhì)量為M M1 1的物體，的物體，ACBACB3030；圖乙中輕桿；圖乙中輕桿HGHG一一端用鉸鏈固定在豎直墻上，另一端端用鉸鏈固定在豎直墻上，另一端G G通過細(xì)繩通過細(xì)繩EGEG拉住，拉住，EGEG與水平方與水平方向也成向也成3030，輕桿的，輕桿的G G點(diǎn)用細(xì)繩點(diǎn)用細(xì)繩GFGF拉住一個(gè)質(zhì)量為拉住一個(gè)質(zhì)量為M M2 2的物體，求：的物體，求：(1)(1)輕繩輕繩ACAC段

15、的張力段的張力T TACAC與與細(xì)繩細(xì)繩EGEG的張力的張力T TEGEG之比；之比；(2)(2)輕桿輕桿BCBC對(duì)對(duì)C C端的支持力；端的支持力；(3)(3)輕桿輕桿HGHG對(duì)對(duì)G G端的支持力。端的支持力。此綜合非彼綜合此綜合非彼綜合.25 解析解析 題圖甲和乙中的兩個(gè)物體題圖甲和乙中的兩個(gè)物體M M1 1、M M2 2都處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡都處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡的條件，首先判斷與物體相連的細(xì)繩，其拉力大小等于物體的重力；的條件，首先判斷與物體相連的細(xì)繩，其拉力大小等于物體的重力；分別取分別取C C點(diǎn)和點(diǎn)和G G點(diǎn)為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析如圖甲和乙所示，根據(jù)點(diǎn)為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析如

16、圖甲和乙所示，根據(jù)平衡規(guī)律可求解。平衡規(guī)律可求解。輕桿的一端固定，則桿產(chǎn)生的彈輕桿的一端固定，則桿產(chǎn)生的彈力有可能沿桿，也有可能不沿桿，力有可能沿桿，也有可能不沿桿，桿的彈力方向，可根據(jù)共點(diǎn)力的桿的彈力方向，可根據(jù)共點(diǎn)力的平衡求得。平衡求得。對(duì)輕質(zhì)桿，若與墻壁通過對(duì)輕質(zhì)桿，若與墻壁通過轉(zhuǎn)軸相連，則桿產(chǎn)生的轉(zhuǎn)軸相連，則桿產(chǎn)生的彈彈力方向一定沿桿力方向一定沿桿.26.27例、如圖所示，水平橫梁一端例、如圖所示，水平橫梁一端A A插在墻壁內(nèi)，另一端裝有插在墻壁內(nèi)，另一端裝有小滑輪小滑輪B B，一輕繩一端，一輕繩一端C C固定于墻壁上，另一端跨過滑輪后固定于墻壁上，另一端跨過滑輪后懸掛一質(zhì)量為懸掛一質(zhì)量為m m10 kg10 kg的重物，的重物，CBACBA3030，(g(g取取10 10 N/kg)N/k