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高三物理模型组合讲解——绳件、弹簧、杆件模型(动力学问题)[模型概述]挂件问题是力学中极为常见的模型,其中绳件、弹簧件更是这一模型中的主要模具,相关试题在高考中一直连续不断。它们间的共同之处是均不计重力,但是它们在许多方面有较大的差别。[模型回顾]【例1】请在下图中画出静止的杆或球所受的弹力.甲图:杆靠在墙上;乙图:杆放在半球形的槽中;丙图:球用细线悬挂在竖直墙上;丁图:点1是球的重心位置,点2是球心,1、2点在同一竖直线上.【例2】如图1中a所示,一质量为m的物体系于长度分别为l1、l2的两根细线上,l1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为,l2水平拉直,物体处于平衡状态。现将l2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度。图1【例3】(2010年湖南湘乡)如图6所示,在动力小车上固定一直角硬杆ABC,分别系在水平直杆AB两端的轻弹簧和细线将小球P悬吊起来。轻弹簧的劲度系数为k,小球P的质量为m,当小车沿水平地面以加速度a向右运动而达到稳定状态时,轻弹簧保持竖直,而细线与杆的竖直部分的夹角为,试求此时弹簧的形变量。图6【例4】(2010年无锡统考)细绳拴一质量为m的小球,小球将固定在墙上的弹簧压缩,压缩距离为x,如图5所示,若弹簧和小球不拴接,将细线烧断后:A.小球做平抛运动B.小球加速度立即为gC.弹簧完全恢复原长后小球做匀速运动D.小球落地时动能为mgh【例5】如图所示,质量分别为1m、2m的两个物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(1m在地面,2m在空中),力F与水平方向成角.则1m所受支持力N和摩擦力f正确的是()A.12sinNmgmgFB.12cosNmgmgFC.cosfFD.sinfF【例6】L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的滑块Q相连,如图所示.若P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力.则木板P的受力个数为()A.3B.4C.5D.6【例7】如图3所示,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为、在斜杆下端固定有质量为m的小球,下列关于杆对球的作用力F的判断中,正确的是()图3A.小车静止时,Fmgsin,方向沿杆向上B.小车静止时,Fmgcos,方向垂直杆向上C.小车向右以加速度a运动时,一定有Fma/sinD.小车向左以加速度a运动时,Fmamg()()22,方向斜向左上方,与竖直方向的夹角为arctan(/)ag【例8】如图所示,不计重力的细绳AB与竖直墙夹角为60,轻杆BC与竖直墙夹角为30,杆可绕C自由转动,若细绳承受的最大拉力为200N,转杆能承受的最大压力为300N,则(1)在B点最多能挂多重的物体?(2)若地面对斜面体的最大静摩擦力等于地面对斜面体支持力的k倍,为了使整个系统始终保持静止状态,k必须满足什么条件?【例9】如图所示,AC是上端带定滑轮的固定竖直杆,质量不计的轻杆BC一端通过铰链固定在C点,另一端B悬挂一重为G的重物,且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮A.用力F拉绳,开始时90BCA,现使BCA缓慢变小,直到杆BC接近竖直杆.此过程中,杆BC所受的力()A.大小不变B.逐渐增大C.逐渐减小D.先增大后减小【例10】在如图所示装置中分析AB、AC杆对A点的弹力的方向.不计AB、AC的重力.(等效替代法)60BA30C【例11】有一个直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙,OB竖直向下,表面光滑.AO上套有小环P,OB上套有小环Q,两环质量均为m,两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡.现将P环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将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N和细绳上的拉力T的变化情况是()A.N不变,T变大B.N不变,T变小C.N变大,T变大D.N变大,T变小【例12】如图所示,在竖直墙上用细绳悬挂一光滑球,设小球对细绳的拉力为F,对墙壁的压力为NF.当把悬挂小球的细绳加长,则()A.F和NF都增大B.F增大,NF减小C.F减小,NF增大D.F和NF都减小【例13】如图所示,在半径为R的光滑半球面上高h处悬挂一定滑轮,重力为G的小球用绕过滑轮的绳子被站在地面上的人拉住,人拉动绳子,在与球面相切的某点缓缓运动到接近顶点的过程中,试分析小球对半球的压力和绳子拉力如何变化.【例14】如图2所示,斜面与水平面间的夹角30,物体A和B的质量分别为mkgA10、mkgB5。两者之间用质量可以不计的细绳相连。求:(1)如A和B对斜面的动摩擦因数分别为A06.,B02.时,两物体的加速度各为多大?绳的张力为多少?(2)如果把A和B位置互换,两个物体的加速度及绳的张力各是多少?(3)如果斜面为光滑时,则两个物体的加速度及绳的张力又各是多少?【例15】如图所示,物体的质量为2kg.两根轻细绳AB和AC的一端连接于竖直墙上,另一端系于物体上,当AB、AC均伸直时,AB、AC的夹角60,在物体上另施加一个方向也与水平线成60的拉力F,若要使绳都能伸直,求拉力F的大小范围.
本文标题:绳件弹簧杆件模型(动力学问题)初中物理专项
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