高考物理模型全归纳 第14讲 绳、杆连接体

高考物理全归纳——模型专题

在高中物理教学中，引导学生认识、理解和建立“物理模型”，是培养学生创造性思维和创新能力的有效途径。

一、什么是物理模型

自然界中事物与事物之间总是存在着千丝万缕的联系，并都处在不断的变化之中。面对复杂多变的自然界，进行科学研究时，总是遵循这样一条重要的原则，即从简到繁，先易后难，循序渐进，逐次深入。

物理模型有三个类型：（1）物理研究对象的理想化（对象模型）；（2）物理条件的理想化（条件模型）；（3）物理过程的理想化（过程模型）

二、为什么要建立物理模型

1、帮助学生掌握学习方法      2、落实“过程与方法”的教学目标

3、提高学生解决问题能力

三、如何帮助学生的建立物理模型

（一）提高认识，重视过程：

对研究对象建立理想的物理模型和在研究物理过程中选择最简单的物理模型，在教学中是经常涉及到的，但学生总不能从中得到启示。

（二）概括总结，触类旁通：

新课程提出高中阶段应给学生更多的空间，让学生较独立地进行科学探究，培养学生的自主探究、自主学习、自已解决问题的能力。

第14讲 绳、杆连接体

1．（福建高考）如图，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为P，小船的质量为m，小船受到的阻力大小恒为f，经过A点时的速度大小为v0，小船从A点沿直线加速运动到B点经历时间为t1，A、B两点间距离为d，缆绳质量忽略不计。求：

（1）小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功Wf；

（2）小船经过B点时的速度大小v1；

（3）小船经过B点时的加速度大小a。

2．（上海高考）如图所示，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，船的速率为（　　）

A． B．vsinα C． D．vcosα

一．模型特点

1. 绳或杆质量忽略不计

2. 绳或杆不可伸长

3.沿绳(杆)方向的速度分量大小相等．

二．思路方法

合运动（实际发生的运动）→合速度→绳(杆)拉物体的实际运动速度v

分运动（对合运动沿某方向分解的运动）→分速度→

方法：v1与v2的合成遵循平行四边形定则．

三．解题原则

把物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和平行于绳(杆)两个分量，根据沿绳(杆)方向的分速度大小相等求解．常见的模型如图所示．

四.例题精讲

题型一：对绳端速度进行分解

例1．质量为m的物体P置于倾角为θ1的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动，当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角θ2时（如图所示），下列判断正确的是（　　）

A．绳的拉力小于mgsinθ1 B．P的速率为vcosθ1 

C．P的速率为v D．绳的拉力大于mgsinθ1

题型二：对杆端速度进行分解

例2．曲柄连杆结构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件如图所示，连杆下端连接活塞Q，上端连接曲轴P．在工作过程中，活塞在气缸内上下做直线运动，带动曲轴绕圆心O旋转，若P做线速度大小为v0的匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　）

A．当OP与OQ垂直时，活塞运动的速度等于v0 

B．当OP与OQ垂直时，活塞运动的速度大于v0 

C．当OPQ在同一直线时，活塞运动的速度等于v0 

D．当OPQ在同一直线时，活塞运动的速度大于v0

五.举一反三，巩固训练

1. 如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车匀速向右运动时，物体A的运动及受力情况是（　　）

A．匀速上升，拉力小于重力 

B．加速上升，拉力大于重力 

C．减速上升，拉力等于重力 

D．加速上升，拉力等于重力

2. 如图所示，套在竖直细杆上的轻环A由跨过光滑轻质定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连，施加外力让A沿杆以速度v匀速上升，从图中M位置上升至与定滑轮的连线处于水平的N位置，已知AO与竖直杆成θ角，则下列说法不正确的是（　　）

A．刚开始时B的速度大小为vcosθ 

B．A匀速上升到N点之前过程中，重物B处于失重状态 

C．重物B下降过程，绳对B的拉力大于B的重力 

D．A运动到位置N时，B的速度为0

3. 如图所示，人用绳通过定滑轮拉船，当船的速度大小为v时，细绳与速度方向的夹角为θ，此时人拉绳的速度大小为（　　）

A．vsinθ B．vcosθ C． D．

4. 2022年6月6日，重庆1949大剧院荣获中国旅游投资“ITIA艾蒂亚”奖评选活动“最佳科技进步奖”。其中一幕如图所示。工作人员A以速度v沿直线水平向左拉轻绳，绳与水平方向的夹角为θ，此时表演者B速度大小为（　　）

A．vsinθ B．vcosθ C． D．

5. 如图所示，某救援队利用如下装置转运救灾物资，物资穿在竖直固定光滑杆上，若汽车速度为v1，物资运动速度为v2，定滑轮左右两侧轻绳与竖直方向夹角分别为α、β。不计滑轮质量以及

绳与滑轮间的摩擦，下列关系正确的是（　　）

A．v1＝v2 B．v1 

C．v1＝2v2sinαcosα D．v1

6. 如图所示，一根长为l的轻杆OA、O端用铰链固定，另一端固定着一个小球A，轻杆靠在一个高为h的物块上。不计摩擦，则当物块以速度v向右运动至轻杆与水平面的夹角为θ时，物块与轻杆的接触点为B，下列说法正确的是（　　）

A．小球A的线速度大小为 

B．轻杆转动的角速度为 

C．小球A的线速度大小为 

D．轻杆转动的角速度为

7. 如图，套在竖直杆上的物块P与放在水平桌面上的物块Q用足够长的轻绳跨过定滑轮相连，将P由图示位置释放，当绳与水平方向夹角为θ时物块Q的速度大小为v，此时物块P的速度大小为（　　）

A．vsinθ B．vcosθ C． D．

8. 如图所示，小滑块M、N通过铰链用轻杆连接，M套在固定的竖直光滑杆上，NM放在光滑水

平地面上，轻弹簧水平放置，左端与N相连，右端固定在竖直杆O点上。M由静止释放，M、N整个运动过程中始终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦。则M、N的速度大小相等时，轻杆与竖直方向夹角θ为（　　）

A．30° B．37° C．45° D．60°