高中物理轻绳类问题有哪些(高中物理轻绳类问题汇总)
导语：高中物理轻绳类问题
理想轻绳，不计质量，也不计发生的微小形变.
一、从力的角度
轻绳弹力沿绳指向绳收缩方向且处处相等.
从效果力看绳子只能提供拉力.
口诀：见绳知方向，见杆要思量，弹簧沿轴向，接触找法向.
1.常见受力分析
例题：如图所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10kg的物体，∠ACB＝30°，g取10m/s²，求：
（1）轻绳AC段的张力FAC的大小；
（2）横梁BC对C端的支持力的大小及方向.
【受力分析】
2.重绳受力分析
例题：如图所示，重为G的链条（均匀的），两端用等长的轻绳连接，挂在等高的地方，绳与水平方向成θ角.试求：
（1）绳子的张力；
（2）链条最低点的张力.
【受力分析图】
重绳具有质量.
3.轻绳拉力突变
例题：如图所示,甲、乙、丙为三个完全相同的小球,悬挂在天花板上处于静止状态,甲、乙之间用不可伸长的细线连接,乙、丙之间用轻弹簧连接,某时刻甲上方悬挂在天花板上的细线断开,在细线刚好断开的瞬间,甲、乙、丙三个小球的加速度分别为a1、a2、a3,以下说法正确的是( ).
A a1＝g、a2＝g、a3＝0；
B a1＝g、a2＝g、a3＝g；
C a1＝g、a2＝2g、a3＝0；
D a1＝1.5g、a2＝1.5g、a3＝0
【解析】可用假设法分析，结果只能是甲、乙一起整体下落,即有3mg＝2ma,所以a＝1.5g.丙瞬间合力仍为0,加速度为0.故选项D正确.
例题：如图所示，一质量为m的小球系于长度分别为L₁、L₂的两根细绳OA、OB上，OB一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，OA水平拉直，物体处于平衡状态，现在将OA剪断，求剪断瞬间小球的加速度，若将绳OB换为长度为L₂的弹簧，结果又如何？
【解析】无论绳子大小拉力如何，小球所受合力一定不为零，将会运动起来，另一方面小球又受到绳子的约束，因此小球只能做圆周运动.
OA绳断瞬间，小球的瞬时速度为零，因此小球的向心加速度v²/L₁=0，沿绳方向合力为零，绳子拉力为T=mgcosθ，小球的合加速度为a=gsinθ.绳子拉力由mg/cosθ突变为mgcosθ.
☞绳断以后，小球在荡秋千.秋千荡到最高点，往往会误以为加速度为零或者认为是静止状态，其实不是静止，只不过瞬时速度为零，并没有维持速度为零.
例题：质量相同的A、B两小球，用不可伸长的轻绳连接，球A在倾角为θ的光滑轨道内用平行于轨道的轻绳拴在轨道上，球B悬吊在空中，系统静止，如图所示。现将平行于轨道的轻绳剪断，则剪断后的瞬间，A、B两球的加速度大小分别为？
【解析】
这道题是绳子拉力突变问题，也是瞬时加速度问题，还是关联加速度问题.
用关联加速度方法求解比较恰当.绳子的位置还来不及变化，绳子拉力还是在竖直方向上.
绳断瞬间，A球速度为零(速度不会发生突变)，B球速度也为零，A、B两球不涉及转动.绳子两端沿绳方向加速度相等.
4.活结和死结
①活结的结点可随绳移动，实际上是同一根绳，两段绳子弹力大小一定相等.
例题：如图所示，将一细绳的两端固定于两竖直墙的A、B两点，通过一个光滑的挂钩将某重物挂在绳上，下面给出的四幅图中有可能使物体处于平衡状态的是（C）
【解析】由于重物是通过一个光滑的挂钩挂在绳上，属于活结，绳子拉力处处相等，而两边绳子拉力的合力大小等于重物的重力，方向竖直向上，由对称性可知两边绳子与竖直方向的夹角相等，所以C正确。
例题：如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是（）
A.绳的右端上移到b′，绳子拉力不变
B.将杆N向右移一些，绳子拉力变大
C.绳的两端高度差越小，绳子拉力越小
D.若换挂质量更大的衣服，则衣服架悬挂点右移
②绳子的结点不可随绳移动，是两段独立的绳子，两段绳子弹力大小不一定相等.
例题：如图所示，AO和BO悬挂一个重物，现将绳子AO由如图所示的位置移到竖直，该过程中，OB绳子始终保持水平，则下列说法中正确的是（）
A.OA绳子拉力减小
B.OA绳子拉力先减小后增大
C.OB绳子拉力减小
D.OB绳子拉力增大
【解析】
这个结是死结还是活结呢？题目并没有直接说明，因此必须加以推导，如果是活结的话，O点不可能平衡，那就是死结.
用图解法如图所示.
例题：如图甲所示，轻杆OB可绕B点自由转动，另一端O点用细绳OA拉住，固定在左侧墙壁上，质量为M的重物用细绳OC悬挂在轻杆上的O点，OA与轻杆的夹角∠BOA＝30°，轻杆OB水平。图乙中水平轻杆OB一端固定在竖直墙壁上，另一端O装有小滑轮，用一根细绳跨过滑轮后悬挂一质量为M的重物，图中∠BOA＝30°，则：
（1）图甲、乙中细绳OA的拉力各是多大？
（2）图甲中轻杆受到的弹力是多大？
（3）图乙中轻杆对滑轮的作用力是多大？
5.根据绳子位置判断物体状态
例题：在倾角为θ的斜面上，两物体沿斜面相对静止下滑，根据绳子的位置情况，求两物体的加速度.
例题：水平放置的固定的光滑硬杆OA，OB成θ角，在两杆上分别套以轻环P，Q，并用轻绳连接两环，现用恒力F沿OB方向拉环Q，当两环达稳定时绳子的张力是多少？
【最后状态受力分析】
二、从运动的角度
1.关联速度
由于理想轻绳不可伸长，绳子两端沿绳方向分速度大小相等，方向相同.
2.关联加速度
①轻绳两端在同一直线上运动(平动，不涉及转动)，两端加速度相等.
例题：如图所示，质量分别为m₁和₂的两个小物块用轻绳连接，绳跨过位于倾角为θ＝30°的光滑斜面顶端的轻滑轮，滑轮与转轴之间的摩擦不计，斜面固定在水平桌面上.
【解析】两段绳子的两端没有涉及转动，因此两物体的加速度大小是相等的.
例题：在光滑水平面上，有一质量m₁＝20kg的小车，通过一根几乎不可伸长的轻绳与另一质量m₂＝25kg的拖车连接。一质量m₃＝15kg的物体放在拖车的平板上，物体与平板间的动摩擦因数μ＝0.2。开始时，拖车静止，绳未拉紧，如图所示。小车以v₀＝3m/s的速度前进。求：
（1）m₁、m₂、m₃以同一速度前进时，其速度的大小。
（2）物体在拖车平板上移动的距离。
【解析】绳子绷紧时候，前后车速度一样.
②轻绳两端不在同一直线上运动(涉及转动)，两端加速度不相等.
例题：车和船的加速度关系
【解析】OA段绳子两端涉及转动，加速度是不一样的.
三、从能量角度
由于理想轻绳不可储存能量，轻绳对两端物体做功和为零，对一端物体可以做正功，也可以做负功，也可以不做功.
绳子绷紧瞬间，系统机械能会有损失，转化为内能.
例题：如图甲所示，把系在轻绳上的A、B两球由图示位置同时由静止释放（绳开始时拉直），则在两球向左下摆动时，下列说法中正确的是（CD）
A.绳OA对A球做正功
B.绳AB对B球不做功
C.绳AB对A球做负功
D.绳AB对B球做正功
【解析】用单摆知识判断，A、B两小球哪个在前哪个在后.
例题：长为L的轻绳一端系于固定点O，另一端系质量为m的小球.将小球从O点正下方L/4处，以一定初速度水平向右抛出，经一定时间绳被拉直以后，小球将以O为支点在竖直面内摆动.已知绳刚被拉直时，绳与竖直线成60°角，如图所示.求：
（1）小球水平抛出时的初速度v₀；
（2）在绳被拉直的瞬间，支点O受到的冲量I；
（3）小球摆到最低点时，绳所受拉力Fᴛ.
例题：如图所示，质量m＝1kg的小球，通过长l＝0.8m的细线悬于O点，平衡时，小球静止于C点，细线不可伸长，质量不计，若将小球拉至使细线成水平状态的A处，然后静止释放，空气阻力不计，试求：
（1）小球运动到C时，细线的拉力；
（2）若把小球拉到与水平面成30°角的位置B处，由静止释放，当小球运动到C时，细线对小球的拉力.
本文内容由小春整理编辑！