高中物理复习专题之绳子、弹簧和杆.doc

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绳拉物问题

【问题综述】此类问题的关键是：

1.准确判断谁是合运动，谁是分运动；实际运动是合运动

2.根据运动效果寻找分运动；

3.一般情况下，分运动表现在：

①沿绳方向的伸长或收缩运动；

②垂直于绳方向的旋转运动。

5.对多个用绳连接的物体系统，要牢记在绳的方向上各点的速度大小相等。

1.汽车通过绳子拉小船，则（）

A、汽车匀速则小船一定匀速

B、汽车匀速则小船一定加速

C、汽车减速则小船一定匀速

D、小船匀速则汽车一定减速

G

2：

如图，汽车拉着重物G，则（）

A、汽车向左匀速，重物向上加速

B、汽车向左匀速，重物所受绳拉力小于重物重力

C、汽车向左匀速，重物所受绳拉力大于于重物重力

D、汽车向右匀速，重物向下减速

vB

vA

θ

A

B

3：

如左图，若已知物体A的速度大小为vA，求重物B的速度大小？

α

A

B

β

5如图所示，A、B两物体用细绳相连，在水平面上运动，当α=45度，β=30度时，物体A的速度为2m/s，这时B的速度为。

6．质量分别为m和M的两个物体跨过定滑轮如图所示，在M沿光滑水平面运动的过程中，两物体速度的大小关系为（）

A．V1﹤V2

B．V1﹥V2

C．V1=V2

解开绳拉物体问题的“死结”

一、有关运动的合成和分解问题

①当物体的运动方向沿绳子方向（与绳子平行）时，物体的速度与绳子的速度相同。

【例1】如右图所示，、两物体通过一条跨过定滑轮的绳子相连接。

沿斜面下滑，沿水平面滑动。

由于、的运动方向均沿绳子的方向，所以两物体的速度均和与它们相连接的绳子的速度相同。

因而、两物体的速度大小相等。

②当物体的运动方向不沿绳子方向（与绳子不平行）时，物体的速度与绳子的速度不

相同，此类问题应该用运动的合成和分解的知识解答。

【例2】如右图所示，人用绳子通过定滑轮拉物体，当人以速度匀速前进时，求物体的速度。

【例3】光滑水平面上有、两个物体，通过一根跨过定滑轮的轻绳子相连，如右图所示，它们的质量分别为和。

当水平力拉着且绳子与水平方向的夹角为，时，、两物体的速度之比是多少？

二、有关物体速度的突变问题

对于物体的速度方向与绳子不平行的此类问题，由前面的分析可知，物体的速度可分解为沿绳子方向的分速度和垂直于绳子方向的分速度。

那么当绳子突然停止伸长或缩短时，沿绳子方向的分速度突变为零，而垂直于绳子方向的分速度保持不变。

【例4】如右图所示，有一质量为的小球与穿过光滑水平板中央小孔的轻绳相连，用力拉着绳子另一端使在水平板内绕做半径为、角速度为的匀速圆周运动。

求：

（1）此时的速率多大？

（2）若将绳子从这个状态迅速放松后又拉直，使绕做半径为的匀速圆周运动，从放松到拉直这段过程经过了多长时间？

（3）做半径为的圆周运动的角速度？

。

动力学中的传送带问题

一、传送带模型中要注意摩擦力的突变

①滑动摩擦力消失②滑动摩擦力突变为静摩擦力③滑动摩擦力改变方向

二、传送带模型的一般解法

①确定研究对象；

②分析其受力情况和运动情况，（画出受力分析图和运动情景图），注意摩擦力突变对物体运动的影响；

③分清楚研究过程，利用牛顿运动定律和运动学规律求解未知量。

一、水平放置运行的传送带

1．如图所示，物体A从滑槽某一高度滑下后又滑上粗糙的水平传送带，传送带静止不动时，A滑至传送带最右端的速度为v1，需时间t1，若传送带逆时针转动，A滑至传送带最右端的速度为v2，需时间t2，则（）

A． B．

C． D．

2．如图7所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向转动，传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面，一物体以恒定速度v2沿直线向左滑向传送带后，经过一段时间又反回光滑水平面，速率为v2′，则下列说法正确的是：

（）

A．只有v1=v2时,才有v2′=v1B．若v1>v2时,则v2′=v2

C．若v1

P

Q

3．物块从光滑斜面上的P点自由滑下通过粗糙的静止水平传送带后落到地面上的Q点．若传送带的皮带轮沿逆时针方向匀速转动，使传送带随之运动，如图所示，物块仍从P点自由滑下，则（）

A．物块有可能落不到地面B．物块将仍落在Q点

C．物块将会落在Q点的左边D．物块将会落在Q点的右边

图17

v0

5．（16分）如图17所示，水平传送带的长度L=5m，皮带轮的半径R=0.1m，皮带轮以角速度顺时针匀速转动。

现有一小物体（视为质点）以水平速度v0从A点滑上传送带，越过B点后做平抛运动，其水平位移为S。

保持物体的初速度v0不变，多次改变皮带轮的角速度，依次测量水平位移S，得到如图18所示的S—图像。

回答下列问题：

图18

/rad/s

S/m

3

1

30

10

（1）当rad/s时，物体在A、B之间做什么运动？

（2）B端距地面的高度h为多大？

（3）物块的初速度v0多大？

6．（2006年·全国理综Ⅰ）一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ．起始时，传送带与煤块都是静止的．现让传送带以恒定的加速度a0开始运动，当其速度达到v0后，便以此速度匀速运动．经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动．求此黑色痕迹的长度．

二、倾斜放置运行的传送带

1．如图所示，传送带与地面倾角θ=37°，从AB长度为16m，传送带以10m/s的速率逆时针转动．在传送带上端A无初速度地放一个质量为0.5kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5．求物体从A运动到B需时间是多少?

（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

2．如图3－2－24所示，传送带两轮A、B的距离L＝11m，皮带以恒定速度v＝2m/s运动，现将一质量为m的物块无初速度地放在A端，若物体与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.8，传送带的倾角为α＝37°，那么物块m从A端运到B端所需的时间是多少？

（g取10m/s2，cos37°＝0.8）

三、组合类的传送带

1．如图所示的传送皮带，其水平部分AB长sAB=2m，BC与水平面夹角θ=37°，长度sBC=4m，一小物体P与传送带的动摩擦因数=0.25，皮带沿A至B方向运行，速率为v=2m/s，若把物体P放在A点处，它将被传送带送到C点，且物体P不脱离皮带，求物体从A点被传送到C点所用的时间．（sin37°=0.6，g=l0m/s2）

2．如图所示为一货物传送货物的传送带abc.传送带的ab部分与水平面夹角α=37°，bc部分与水平面夹角β=53°，ab部分长度为4.7m，bc部分长度为3.5m.一个质量为m=1kg的小物体A（可视为质点）与传送带的动摩擦因数μ=0.8.传送带沿顺时针方向以速率v=1m/s匀速转动.若把物体A轻放到a处，它将被传送带送到c处，此过程中物体A不会脱离传送带.（sin37°=0.6，sin53°=0.8，g=10m/s2）

求：

物体A从a处被传送到b处所用的时间；

隔离法和整体法决定物体在斜面上运动状态的因素

概念规律：

1．隔离法和整体法

（1）．隔离法将研究系统内某个物体或物体的一部分从系统中隔离出来进行研究的方法

（2）．整体法将系统内多个物体看做一个对象进行研究的方法

2．决定物体在斜面上运动状态的因素：

若物体以初速V。

沿倾角为θ的斜面向下运动，则：

当μ=tanθ时，匀速；μ﹤tanθ时，加速；当μ﹥tanθ时，减速。

与m无关（由重力沿斜面向下的分量mgsinθ跟摩擦力μmgcosθ大小的关系决定）。

例题：

图1---39

【例1】如图1---39所示，斜面上放一物体A恰能在斜面上保持静止，如果在物体A的水平表面上再放一重物，下面说法中正确的是（）

A．物体A将开始加速下滑

B．物体A仍保持静止

C．物体A所受的摩擦力增大

D．物体A所受的合力增大

图1—41

【例3】如图1---41所示，人重G，板重G，各滑轮摩擦、质量不计，为使系统平衡，人必须用多大的力拉绳?

、G、G之间应满足什么关系?

θ

θ

图1--42

【例4】如图1---42所示，重为G的均匀链条，两端用等长的轻绳连接挂在等高的地方，绳与水平方向成θ角，试求：

（1）．绳子的张力大小。

（2）．链条最低点的张力大小.

（2）．将链条从最底点隔离开，只研究右半条链条，作其受力图如上页右。

练习题：

1．如图1—43所示，两只相同的均匀光滑小球，置于半径为R的圆柱形容器中，且小球的半径r满足2r＞R，则以下关于A、B、C、D四点的弹力大小的说法中正确的是（）

A．D点的弹力可以大于、等于或小于小球的重力

B．D点的弹力等于A点的弹力（大小）

C．B点的弹力恒等于一个小球重力的2倍

D．C点弹力可以大于、等于或小于小球的重力

2．如图1---44，A、B是质量均为M的两条磁体，C为木块，水平放置静止时，B对A的弹力为F，C对B的弹力为F则（）

A．F=Mg F=2MgB．F＞MgF=2Mg

C．F＜MgF=Mg D．F＞Mg F＞2Mg

3．如图1—45，在两块相同的竖直木板之间有质量均为M的4块相同的砖，用两个大小均为F的水平力压木板，使砖静止不动，则2、3两块砖之间的摩擦力大小为____________.如为5块砖呢？

4．如图1-46所示，放置在水平面上的直角劈M上有一质量为m的物体，若m在其上匀速下滑，M仍保持静止，则正确的是：

（）

A．M对地面的压力等于（m+M）g

B．M对地面的压力大于（m+M）g

C．地面对M没有摩擦力

D．地面对M有向左的摩擦力

5．如图1-47所示，要使静止在粗糙斜面上的物体A下滑，可采用下列哪种办法？

（）

A．对物体加一竖直向下的力

B．减少物体的质量C．增大斜面的倾角

D．在物体A的后面放一个与A完全相同的物体

6．如图1-48所示，半径为R的光滑球重为G，光滑木块厚为h，重为G，用至少多大的水平力F推木块才能使球离开地面？

图1--49

O

P

Q

B

A

7．（1998年上海）有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，AO上套有小环P，OB上套有小环Q且光滑，两环质量均为m，两环间用质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图1—49，现将P环向左移动一小段距离，两环再次达到平衡，则移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力FN和细绳的拉力FT的变化情况是（）

A、FN不变，FT变大B、FN不变，FT变小

C、FN变大，FT变大D、FN变大，FT变小

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