2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專項(xiàng)1 模型突破 專題1 繩桿模型高分突破學(xué)案.doc
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模型1繩桿模型 模型統(tǒng)計(jì)真題模型考查角度真題模型考查角度(2014全國卷 T17)機(jī)械能守恒定律、牛頓運(yùn)動定律在圓周運(yùn)動中應(yīng)用的“桿模型” (2016全國卷 T16)機(jī)械能守恒定律、牛頓第二定律在圓周運(yùn)動中的“繩模型”(2015全國卷 T21)機(jī)械能守恒、功能關(guān)系和運(yùn)動的分解綜合應(yīng)用的“桿模型”(2016全國卷 T17)受力分析、共點(diǎn)力平衡綜合應(yīng)用的“繩模型”(2016全國卷 T19)連接體和受力分析綜合應(yīng)用的“繩模型”(2017全國卷 T21)受力分析、共點(diǎn)力平衡、動態(tài)平衡問題的基本方法等綜合應(yīng)用的“繩模型”模型解讀1繩桿模型的特點(diǎn)模型形變情況施力與受力方向大小變化繩微小形變可忽略能施能受拉力始終沿繩可突變桿長度幾乎不變能壓能拉不一定沿桿可突變2.運(yùn)動的合成與分解中的繩桿模型無論是輕繩還是輕桿,都先要進(jìn)行整體或局部的受力分析,然后結(jié)合運(yùn)動的合成與分解知識求解即可3豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動的繩桿模型(1)通常豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動只涉及最高點(diǎn)或最低點(diǎn)的分析,在這兩個點(diǎn)有F合F向,由牛頓第二定律列出動力學(xué)方程即可求解(2)研究臨界問題時,要牢記“繩模型”中最高點(diǎn)速度v,“桿模型”中最高點(diǎn)速度v0這兩個臨界條件模型突破考向1平衡中的繩桿模型典例1圖1甲中水平橫梁的一端A插在墻壁內(nèi),另一端裝有一小滑輪B,一輕繩的一端C固定于墻壁上,另一端跨過滑輪后懸掛一質(zhì)量為m10 kg的重物,CBA30;圖乙中輕桿通過細(xì)繩MN和鉸鏈固定在豎直的墻上,在N端同樣掛上質(zhì)量m10 kg的重物,細(xì)繩與水平輕桿ON的夾角30,g取10 m/s2,則下列說法正確的是()甲乙圖1A圖甲中B點(diǎn)受到滑輪的支持力的方向水平向右B圖甲中滑輪受到繩子的作用力大小為100 NC圖乙中輕桿受到的壓力大小為200 ND圖乙中細(xì)繩MN的拉力為100 NB對圖甲中輕繩的B點(diǎn)受力分析,滑輪受到繩子的作用力應(yīng)為圖中滑輪下端和滑輪上端兩段繩中拉力F1和F2的合力F,因同一根繩上張力大小處處相等,都等于物體的重力,即F1F2Gmg100 N,由于拉力F1和F2的夾角為120,則由平行四邊形定則得F100 N,所以滑輪受繩的作用力大小為100 N,方向與水平方向成30角,斜向左下方,A錯誤,B正確;對圖乙中N點(diǎn)進(jìn)行受力分析,N點(diǎn)受到重物的拉力F1和輕繩上端細(xì)繩的拉力T以及輕桿的支持力F3的共同作用,由于重物靜止,則有F1G100 N,根據(jù)平衡條件得Tsin F1,Tcos F3,解得T200 N,F(xiàn)3100 N,根據(jù)牛頓第三定律得,輕桿受到的壓力FF3100 N,故C、D錯誤(2018深圳第二次調(diào)研)如圖所示,在豎直平面內(nèi),一光滑桿固定在地面上,桿與地面間夾角為,一光滑輕環(huán)套在桿上一個輕質(zhì)光滑的滑輪(可視為質(zhì)點(diǎn))用輕繩OP懸掛在天花板上,另一輕繩通過滑輪系在輕環(huán)上,現(xiàn)用向右的拉力緩慢拉繩,當(dāng)輕環(huán)靜止不動時,與手相連一端繩子水平,則OP繩與豎直方向之間的夾角為()A.BC. D.D只有繩子的拉力垂直于桿的方向時,繩子的拉力沿桿的方向沒有分力,此時圓環(huán)能保持靜止,由幾何關(guān)系可知,QP段繩子與豎直方向之間的夾角是;再對滑輪分析,受三個拉力,由于OP段繩子的拉力與另外兩個拉力的合力平衡,而另外兩個拉力大小相等,故PO在另外兩個拉力的角平分線上,結(jié)合幾何關(guān)系可知,OP與豎直方向的夾角為,D正確考向2運(yùn)動的合成與分解中的繩桿模型典例2(2018泰安二模)如圖2所示,兩個相同的小球P、Q通過鉸鏈用剛性輕桿連接,P套在光滑豎直桿上,Q放在光滑水平地面上開始時輕桿貼近豎直桿,由靜止釋放后,Q沿水平地面向右運(yùn)動下列判斷正確的是()圖2AP觸地前的速度一直增大BP觸地前的速度先增大后減小CQ的速度一直增大DP、Q的速度同時達(dá)到最大A開始時P、Q的速度都為零,P受重力和輕桿的作用下做加速運(yùn)動,而Q由于輕桿的作用,則開始時Q加速,后來Q減速,當(dāng)P到達(dá)底端時,P只有豎直方向的速度,而水平方向的速度為零,故Q的速度為零,所以在整個過程中,P的速度一直增大,Q的速度先增大后減小,故A正確,B、C、D錯誤;故選A.如圖所示,小車A通過一根繞過定滑輪的輕繩吊起一重物B,開始時用力按住A使A不動,現(xiàn)設(shè)法使A以速度vA4 m/s向左做勻速運(yùn)動,某時刻連接A車右端的輕繩與水平方向成37角,設(shè)此時B的速度大小為vB,(cos 370.8),不計(jì)空氣阻力,忽略繩與滑輪間摩擦,則()AA不動時B對輕繩的拉力就是B的重力B當(dāng)A車右端的輕繩與水平方向成角時,重物B的速度vB5 m/sC當(dāng)A車右端的輕繩與水平方向成角時,重物B的速度vB3.2 m/sDB上升到滑輪處前的過程中處于失重狀態(tài)C 若A不動時B對輕繩的拉力大小等于B的重力大小,但兩個力性質(zhì)不同,不是同一個力,A錯誤;小車的運(yùn)動可分解為沿繩方向和垂直于繩的方向的兩個運(yùn)動,因A車右端的繩子與水平面的夾角為37,由幾何關(guān)系可得vBvA cos 373.2 m/s,B錯誤,C正確;因小車做勻速直線運(yùn)動,而逐漸變小,故vB逐漸變大,物體有向上的加速度,則B處于超重狀態(tài),D錯誤考向3豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動的繩桿模型典例3(多選)(2018福建四校二次聯(lián)考)如圖3所示,一長為L的輕質(zhì)細(xì)桿一端與質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))相連,另一端可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動,現(xiàn)使輕桿在同一豎直面內(nèi)做勻速轉(zhuǎn)動,測得小球的向心加速度大小為g(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?,下列說法正確的是()圖3A小球的線速度大小為B小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時桿對小球的作用力豎直向上C當(dāng)輕桿轉(zhuǎn)到水平位置時,輕桿對小球的作用力方向不可能指向圓心OD輕桿在勻速轉(zhuǎn)動過程中,輕桿對小球作用力的最大值為2mgACD根據(jù)向心加速度a,代入得小球的線速度v,所以A正確;需要的向心力Fmamg,所以在最高點(diǎn)桿對小球的作用力為零,故B錯誤;小球做勻速圓周運(yùn)動,合外力提供向心力,故合外力指向圓心,當(dāng)輕桿轉(zhuǎn)到水平位置時,輕桿對小球的作用力F,方向不指向圓心O,所以C正確;輕桿在勻速轉(zhuǎn)動過程中,當(dāng)轉(zhuǎn)至最低點(diǎn)時,桿對球的作用力最大,根據(jù)牛頓第二定律:Fmgm,得輕桿對小球作用力的最大值為F2mg,所以D正確(2018烏魯木齊適應(yīng)訓(xùn)練)如圖所示,A、B兩小球用不可伸長的輕繩懸掛在同一高度,其質(zhì)量之比為21,懸掛A、B兩球的繩長之比也為21.現(xiàn)將兩球拉起,使兩繩均被水平拉直,將兩球由靜止釋放(不計(jì)空氣阻力),兩球運(yùn)動到最低點(diǎn)時,輕繩對A、B兩球的拉力大小之比為()A11B21 C31 D41B對任意一球,設(shè)繩子長度為L.小球從靜止釋放至最低點(diǎn),以最低點(diǎn)所在平面為零勢能面,由機(jī)械能守恒得:mgLmv2,解得:v;在最低點(diǎn),拉力和重力的合力提供向心力,由牛頓第二定律得:Fmgm,解得,F(xiàn)3mg,與L無關(guān),與m成正比,所以A、B球所受繩的拉力比為21,故B正確;A、C、D錯誤考向4繩桿組成的連接體問題典例4如圖4所示,一輕桿兩端分別固定質(zhì)量為mA和mB的兩個小球A和B(可視為質(zhì)點(diǎn))將其放在一個光滑球形容器中從位置1開始下滑,當(dāng)輕桿到達(dá)位置2時球A 與球形容器球心等高,其速度大小為v1,已知此時輕桿與水平方向成30角,B球的速度大小為v2,則()圖4Av2v1 Bv22v1Cv2v1 Dv2v1C 根據(jù)題意,將A球速度分解成沿著桿與垂直于桿方向,同時B球速度也是分解成沿著桿與垂直于桿兩方向根據(jù)矢量關(guān)系則有,A球:vv1sin ,而B球,vv2 sin ,由于同一桿,則有v1sin v2sin ,所以v2v1,故C正確,A、B、D錯誤(2018東北三省四市聯(lián)考)如圖所示,物體A、B由跨過定滑輪且不可伸長的輕繩連接,由靜止開始釋放,在物體A加速下降的過程中,下列判斷正確的是()A物體A和物體B均處于超重狀態(tài)B物體A和物體B均處于失重狀態(tài)C物體A處于超重狀態(tài),物體B處于失重狀態(tài)D物體A處于失重狀態(tài),物體B處于超重狀態(tài)DA加速下降,則加速度向下,輕繩的拉力小于重力,故A處于失重狀態(tài);同時B加速上升,則加速度向上,輕繩的拉力大于重力,故B處于超重狀態(tài),故A、B、C錯誤,D正確,故選D.- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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