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时间:2019-09-09
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1、绳(杆)端速度分解模型一、基础知识1、模型特点沿绳(或杆)方向的速度分量大小相等.2、思路与方法合运动→绳拉物体的实际运动速度v分运动→方法:v1与v2的合成遵循平行四边形定则.3、解决此类问题时应把握以下两点:(1)确定合速度,它应是小船的实际速度;(2)小船的运动引起了两个效果:一是绳子的收缩,二是绳绕滑轮的转动.应根据实际效果进行运动的分解.二、练习1、如图所示,轻绳通过定滑轮拉动物体,使其在水平面上运动.若拉绳的速度为v0,当绳与水平方向夹角为θ时,物体的速度v为________.若此时绳上的拉力大小为F,物体的
2、质量为m,忽略地面的摩擦力,那么,此时物体的加速度为________.答案 解析 物体的运动(即绳的末端的运动)可看做两个分运动的合成:(1)沿绳的方向被牵引,绳长缩短,缩短的速度等于v0;(2)垂直于绳以定滑轮为圆心的摆动,它不改变绳长.即速度v分解为沿绳方向和垂直绳方向的分速度,如图所示,vcosθ=v0,v=.拉力F产生竖直向上拉物体和水平向右拉物体的效果,其水平分量为Fcosθ,加速度a=.2、如图所示,一人站在岸上,利用绳和定滑轮拉船靠岸,在某一时刻绳的速度为v,绳AO段与水平面的夹角为θ,OB段与水平面的
3、夹角为α.不计摩擦和轮的质量,则此时小船的速度多大?解析 小船的运动引起了绳子的收缩以及绳子绕定滑轮转动的效果,所以将小船的运动分解到绳子收缩的方向和垂直于绳子的方向,3分解如图所示,则由图可知vA=.答案 3、如图所示,在水平地面上做匀速直线运动的小车,通过定滑轮用绳子吊起一个物体,若小车和被吊的物体在同一时刻的速度分别为v1和v2,绳子对物体的拉力为FT,物体所受重力为G,则下列说法正确的是( )A.物体做匀速运动,且v1=v2B.物体做加速运动,且v2>v1C.物体做加速运动,且FT>GD.物体做匀速运动,且FT
4、=G答案 C解析 把v1分解如图所示,v2=v1cosα,α变小,v2变大,物体做加速运动,超重,FT>G,选项C正确.4、人用绳子通过定滑轮拉物体A,A穿在光滑的竖直杆上,当以速度v0匀速地拉绳使物体A到达如图所示位置时,绳与竖直杆的夹角为θ,则物体A实际运动的速度是( )A.v0sinθB.C.v0cosθD.答案 D解析 由运动的合成与分解可知,物体A参与两个分运动:一个是沿着与它相连接的绳子的运动,另一个是垂直于绳子斜向上的运动.而物体A实际运动轨迹是沿着竖直杆向上的,这一轨迹所对应的运动就是物体A的合运动,它
5、们之间的关系如图所示.由几何关系可得v=,所以D项正确.5、如图,人沿平直的河岸以速度v行走,且通过不可伸长的绳拖船,船沿绳的方向行进,此过程中绳始终与水面平行.当绳与河岸的夹角为α时,船的速率为( )A.vsinαB.3C.vcosαD.答案 C解析 如图所示,把人的速度沿绳和垂直绳的方向分解,由几何知识有v船=vcosα,所以C正确,A、B、D错误.6、A、B两物体通过一根跨过定滑轮的轻绳相连放在水平面上,现物体A以v1的速度向右匀速运动,当绳被拉成与水平面夹角分别为α、β时,如图所示.物体B的运动速度vB为(绳始
6、终有拉力)( )A.v1sinα/sinβB.v1cosα/sinβC.v1sinα/cosβD.v1cosα/cosβ答案 D解析 A、B两物体的速度分解如图.由图可知:v绳A=v1cosαv绳B=vBcosβ由于v绳A=v绳B所以vB=v1cosα/cosβ,故D对.3
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