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绳连接物的关联速度

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文档ID:420269373
绳连接物的关联速度_第1页
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绳(杆)连接物的关联速度―-梁志亮绳子末端速度的分解问题,是“运动的合成与分解”中的一个难 点也是易错点同学们在处理此类问题时,往往因搞不清哪一个是合 速度(实际速度),哪一个是分速度而导致解题失败希望能通过下 面几个例题,帮助同学们消除解题中的困惑例1:如图1的A所示,在河岸上利用定滑轮拉绳使小船靠岸,拉绳的 速度为v,当绳与水平面成角时,船的速度是多少?解析:方法-1、 找关联点(A点)2、 判断合速度(水平向左)3、 速度的合成与分解(沿绳子与垂直绳子)4、 验证正误(新位置在两坐标轴方向上)船的实际运动是水平运动,它产生的实际效果可以从图B中的A点为例说明:A是绳子和船的公共点,一是A点沿绳的收缩方向的运 动,二是A点绕0点沿顺时针方向的转动,所以,船的实际速度v可 分解为船沿绳方向的速度v和垂直于绳的速度v,如图1所示由图1 2可知:v = v1/cos方法二:微元法:如图C1、 关联点在很短时间内经过一小位移S2、 绳子缩短了 S' =0A-0B=PA=Scos e

右段绳子实 际上同时参与两个运动:沿绳方向拉长及向上摆动将右段绳子与汽 车相连的端点的运动速度v沿绳子方向和与绳子垂直方向分解,如图a 33所示,则沿绳方向的速率即为物体A的速率v =v =vsin e随着汽车的运动,e增大,v二vA 1 A 1增大,故A应加速上升由V-1图线的意义知,其斜率为加速度,在0°〜90°范围内, 随角的增大,曲线y二sin的斜率逐渐减小,所以A上升的加速度 逐渐减小答案B点评 本题主要考查了运动的分解,解题的关键是要分清合速度 与分速度一般情况下,物体相对于给定的参考系(一般为地面)的 实际运动就是合运动,本例中,汽车的实际运动就是合运动另外, 运动的分解要按照它的实际效果进行例3•如图4所示,以速度v沿竖直杆匀速下滑的物体 A用轻绳通过定滑轮拉物体 B,当绳与水平面夹角为时,物体 B的速度为( )解析:如图5,将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,,根据平行四边形定则得,v二vsin故B正确,A、C、BD错误.故选B.例4•如图6所示,均匀直杆上连着两个小球A、B, 不计一切摩擦.当杆滑到如图位置时,B球水平速度为 vB,加速度为aB,杆与竖直夹角为么,求此时A球速B B度和加速度大小?解析:分别对小球A和B的速度进行分解,设杆上的速度为v则对A球速度分解,分解为沿着杆方向和垂直于杆方向的两个速度。

v=v cosaA对B球进行速度分解,得到v=vBsinaB联立得到vA=vBtanaA B加速度也是同样的思路,得到a A=aBtanaA B例5.如图所示,A、B两车通过细绳跨接在定滑轮两侧,并分别置于光滑水平面上,若A车以速度v0向右匀速运 动,当绳与水平面的夹角分别为a和P时,B 车的速度是多少? 解析: 右边的绳子的速度等于A车沿着绳子方向的分速度,设绳子速度为v将A车的速度分解为沿着绳子的方向和垂直于绳子的方向,则v=vAcosP同理,将B车的速度分解为沿着绳子方向和垂直于绳子的方向,则v=v cosaB由于定滑轮上绳子的速度都是相同的,得到卩=co业卩b cos a a例6.如图所示,一块橡皮用细线悬挂于0点,用钉子靠着线的左侧, 沿与水平方向成30的斜面向右以速度v匀速运动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度()A. 大小为v,方向不变和水平方向成60°B. 大小为 v,方向不变和水平方向成60C. 大小为2v,方向不变和水平方向成60°D. 大小和方向都会改变 解析:橡皮沿与水平方向成30的斜面向右以速度v匀速运动,由于 橡皮沿与水平方向成30的斜面向右以速度v匀速运动的位移一定等 于橡皮向上的位移,故在竖直方向以相等的速度匀速运动,根据平行 四边形定则,可知合速度也是一定的,故合运动是匀速运动;根据平 行四边形定则求得合速度大小为蔦v,方向不变和水平方向成60故选B.(此题与2013年江苏单科题相似)。

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