学物理经常听说模型,到底是什么模型、模型这个概念有多重要、怎么利用模型?可以说,你现在接触的所有物理知识,都是建立在模型的基础上的。所以,研究物理学,建立模型是一个基础。那什么是建立模型呢?就是在处理某个实际问题的时候,把目标的变化用数学关系描绘出来,这就是建立模型了。在这个过程中,有三个核心问题:目标、变化、关系。本系列专题我们就从模型的角度来总结高考物理的解题方法。
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活结与死结模型的三个核心:
目标:解决绳子受力问题以及以绳为动力的运动问题
变化:活结或死结
关系:活结-绳子张力处处相等;死结-绳子张力不同。
- 死结:绳子被打结或被固定(如,钉子钉住)
由于绳子被打结,结内部绳子错综复杂,有摩擦的存在、绳子其中一点或几点被固定,就有外力的介入,所以我们可以理解为:“结”或“固定”把绳子分成两段,且不可以沿绳子移动的结点。“死结”两侧的绳因结或固定而变成了两根独立的绳,因此由“死结”分开的两段绳子上的弹力不一定相等。
判断的关键:“结”和“固定”使绳子的两段长度固定,从而不能移动。
- 活结:关键词,穿过、绕过、可移动
从关键词可以看出,绳子虽然被分成了两段,但可以沿绳子移动的结点。“活结”一般是由绳跨过滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的。绳子虽然因“活结”而弯曲,但实际上是同一根绳,所以由“活结”分开的两段绳子上弹力的大小一定相等,两段绳子合力的方向一定沿这两段绳子夹角的角平分线。
补充小技巧:等大的2个力求其合力-F合=2Fcosα ;多掌握以下技巧对解题的帮助是非常大的。
同学们在做这类题的时候,一定首先判断绳子到底是“活结”还是“死结”,以便明确在此模型中绳子的受力特点,再结合运动状态(平衡:合外力等于零;运动:F合=ma)。此模型中,绳子的受力特点往往也是解题的关键所在,所以一定要明确。
下面为各位学子精选了典型的活结与死结的例题以及相关的变式训练(保存后可打印),配有详细的解析过程。做的过程中,同学们一定仔细体会活结与死结受力上的区别。如果有疑问,欢迎私信。
模型02:活结与死结(原卷)
模型02:活结与死结(解析)
高考物理模型方法分类解析系列:
高考物理模型方法:相遇追及,抓住解题关键,跳过易错的坑
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