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《高三物理復(fù)習(xí)：模型組合講解——滑輪模型》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、模型組合講解——滑輪模型【模型概述】滑輪是生活中常見的器具，根據(jù)其使用方法有動滑輪與定滑輪，在試題中還有它的“變臉”模型，如光滑的凸面（桿、球、瓶口等）。【模型講解】一、“滑輪”掛件模型中的平衡問題例1.（煙臺市檢測題）如圖1所示，將一根不可伸長、柔軟的輕繩左、右兩端分別系于A、B兩點上，一物體用動滑輪懸掛在輕繩上，達(dá)到平衡時，兩段繩子間的夾角為，繩子張力為；將繩子右端移到C點，待系統(tǒng)達(dá)到平衡時，兩段繩子間的夾角為，繩子張力為；將繩子右端再由C點移到D點，待系統(tǒng)達(dá)到平衡時，兩段繩子間的夾角為，繩子張力為，不計摩擦，并且BC為豎直線，則（）A.B
2、.C.D.圖1解析：由于跨過滑輪上繩上各點的張力相同，而它們的合力與重力為一對平衡力，所以從B點移到C點的過程中，通過滑輪的移動，，再從C點移到D點，肯定大于，由于豎直方向上必須有，所以。故只有A選項正確。二、“滑輪”掛件模型中的變速問題例2.如圖2所示在車廂中有一條光滑的帶子（質(zhì)量不計），帶子中放上一個圓柱體，車子靜止時帶子兩邊的夾角∠ACB=90°，若車廂以加速度a=7.5m/s2向左作勻加速運動，則帶子的兩邊與車廂頂面夾角分別為多少？圖2解析：設(shè)車靜止時AC長為，當(dāng)小車以向左作勻加速運動時，由于AC、BC之間的類似于“滑輪”，故受到的拉力
3、相等，設(shè)為FT，圓柱體所受到的合力為ma，在向左作勻加速，運動中AC長為，BC長為由幾何關(guān)系得由牛頓運動定律建立方程：代入數(shù)據(jù)求得說明：本題受力分析并不難，但是用數(shù)學(xué)工具解決物理問題的能力要求較高。三、“滑輪”掛件模型中的功能問題例3.如圖3所示，細(xì)繩繞過兩個定滑輪A和B，在兩端各掛一個重為P的物體，現(xiàn)在A、B的中點C處掛一個重為Q的小球，Q<2P，求小球可能下降的最大距離h。已知AB的長為2L，不計滑輪和繩之間的摩擦力及繩的質(zhì)量。圖3解析：選小球Q和兩重物P構(gòu)成的整體為研究對象，該整體的速率從零開始逐漸增為最大，緊接著從最大又逐漸減小為零（此
4、時小球下降的距離最大為h），如圖4在整個過程中，只有重力做功機械能守恒。圖4因重為Q的小球可能下降的最大距離為h，所以重為P的兩物體分別上升的最大距離均為?？紤]到整體初、末位置的速率均為零，故根據(jù)機械能守恒定律知，重為Q的小球重力勢能的減少量等于重為P的兩個物體重力勢能的增加量，即。從而解得【模型要點】“滑輪”模型的特點為滑輪兩側(cè)的受力大小相等，在處理功能問題時若力發(fā)生變化，通常優(yōu)先考慮能量守恒規(guī)律，也可采用轉(zhuǎn)化法求解。【誤區(qū)點撥】注意“死桿”和“活桿”問題。如：（無錫統(tǒng)考）如圖（a）輕繩AD跨過固定在水平橫梁BC右端的定滑輪掛住一個質(zhì)量為M1
5、的物體?！螦CB=30°；圖（b）中輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻上，另一端G通過細(xì)繩EG拉住，EG與水平方向也成30°，輕桿的G點用細(xì)繩GF拉住一個質(zhì)量為M2的物體，求細(xì)繩AC段的張力FTAC與細(xì)繩EG的張力FTEG之比？圖5解析：圖（a）中繩AC段的拉力FTAC＝M1g圖（b）中由于FTEGsin30°=M2g，解得：【模型演練】1.在圖6所示的裝置中，繩子與滑輪的質(zhì)量不計，摩擦不計，懸點a與b之間的距離遠(yuǎn)大于兩輪的直徑，兩個物體的質(zhì)量分別為m1和m2，若裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說法錯誤的是（）A.可以大于B.必定大于C.必定等于D.與必定
6、相等答案：C圖62.（上海徐匯區(qū)診斷）如圖7所示，質(zhì)量分別為M和m（M>m）的小物體用輕繩連接；跨放在半徑為R的光滑半圓柱體和光滑定滑輪B上，m位于半圓柱體底端C點，半圓柱體頂端A點與滑輪B的連線水平。整個系統(tǒng)從靜止開始運動。設(shè)m能到達(dá)圓柱體的頂端，試求：（1）m到達(dá)圓柱體的頂端A點時，m和M的速度。（2）m到達(dá)A點時，對圓柱體的壓力。圖7答案：（1）（2）
