第七关——自由杆和固定杆的弹力方向及轻绳模型

第七关自由杆和固定杆的弹力方向及轻绳模型

一、固定杆和自由杆（铰接）的弹力方向：

例1、如图，在水平天花板的A点处固定一根轻杆a，杆与天花板保持垂直，杆的下端有一轻滑轮O。一根细线上端固定在该天花板上的B点处，细线跨过滑轮O，下端系一个重量为G的物体。BO段细线与天花板的夹角为θ=30°，系统保持静止,不计一切摩擦。下列说法中正确的是（ ）

A．细线BO对天花板的拉力大小是G/2

B．a杆对滑轮的作用力大小是G/2

C．a杆和细线对滑轮的合力大小是G

D．a杆对滑轮的作用力大小是G

二、轻绳模型：

1、轻绳上拉力的大小处处相等

2、一根绳中间挂一重物，两段绳的张角越大，绳的拉力就越大。

1、如图所示，轻绳的一端固定在水平天花板上的A点，另一端固定在竖直墙上的B点，图中OA =l，轻绳长2l。用不计质量和摩擦的小动滑轮下悬吊质量为m的物体，将该装置跨在轻绳上，求系统达到静止时绳中的张力T多大？ 将B点沿竖直墙壁上下移动，绳的张力大小如何变化？

2、如图1所示，物体B通过动滑轮悬挂在细绳上，整个系统处于静止状态，动滑轮的质量和一切摩擦均不计。如果将绳的左端由Q点缓慢地向左移到P点，整个系统重新平衡后，绳的拉力F和绳子与竖直方向的夹角θ的变化情况是

A．F变大，θ变大

B．F变小，θ变小

C．F不变，θ变小

D．F不变，θ变大

3、如图1所示，长为 5m 的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距 4m 的两杆的顶端A、B，绳上挂一个光滑的轻质挂钩，其下连着一个重为12N的物体，平衡时，问：（1）绳中的张力T为多少？（2）A点向上移动少许，重新平衡后，绳与水平面夹角、绳中张力如何变化？

4、如图所示，晾晒衣服的绳子轻且光滑，悬挂衣服的衣架的挂钩也是光滑的，轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，衣服处于静止状态．如果保持绳子A端位置不变，将B端分别移动到不同的位置。下列判断正确的是 （ ）

A．B端移到B1位置时，绳子张力不变

B．B端移到B2位置时，绳子张力变小

C．B端在杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变大

D．B端在杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变小

5、

6、为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化规律，同学们设计了如题6图3所示的实验装置。他们将不可伸长轻绳的两端通过测力计（不计质量及长度）固定在相距为D的两立柱上，固定点分别为P和Q，P低于Q，绳长为L（L>PQ）。他们首先在绳上距离P点10cm处（标记为C）系上质量为m的重物（不滑动），由测力计读出PC、QC的拉力大小TP、TQ。随后，改变重物悬挂点C的位置，每次将P到C的距离增加10cm，并读出测力计的示数，最后得到TP、TQ与绳长PC的关系曲线如题6图4所示。由实验可知：

①曲线Ⅱ中拉力最大时，C与P点的距离为 cm，该曲线为 （选填：TP或TQ）的曲线。

②在重物从P移到Q的整个过程中，受到最大拉力的是 （选填：P或Q）点所在的立柱。

③曲线Ⅰ、Ⅱ相交处，可读出绳的拉力为T0= N，它与L、D、m和重力加速度g的关系为T0= 。

总结：