高中物理动杆和定杆、活结和死结问题

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动杆和定杆、活结和死结问题是高中物理比较常见的一种题型,总的来说就是:如果杆的连接方式是动杆连接,那么杆的弹力方向沿杆的方向,如果是定杆连接,杆的弹力方向可以任意方向;如果绳的改变张力的方向是活结,那么绳上的张力大小相等,如果绳的改变张力的方向是死结,那么绳上的张力可以不相等。

下面就具体例题说。

一、动杆和定杆的问题

因为杆所受弹力的方向可以沿着杆,也可以不沿着杆,所以在分析杆有关的弹力问题中,要注意是动杆还是定杆。

1、动杆:轻杆用转轴或铰链连接的方式为动杆(如下图甲),动杆处于平衡状态时,杆在B点弹力方向一定沿着杆方向。

2、定杆:轻杆被固定不能转动(如下图乙),则杆所受到的弹力方向不一定沿着杆的方向。

二、活结和死结问题

活结和死结是一根轻绳被“结”分成两段时,由这两段绳上的张力是否大小相等来划分的,如果绳两段张力大小相等,就称为活结,如果不相等,就称为死结。

1、活结:当绳绕过滑轮或挂钩时,由于滑轮或挂钩对绳无约束,所以绳上张力大小是相等的,也就是说,滑轮或挂钩只是改变力的方向,但不改变力的大小。(如下图乙中两段绳上的张力大小相等,CB段绳上的张力等于物块的重力)

2、死结:当结点不是滑轮或者挂钩,而是“死结”的结点(如绳直接放在杆末端),则此时两侧绳上的张力大小就不一定相等。(如下图乙中,B点是个死结点,此时AB段绳的张力大小就不一定等于物块的重力)


例题:

如图甲所示,细绳AD跨过固定的水平轻杆BC右端的定滑轮挂住一个质量为M1的物体,∠ACB=30°;图乙中轻 杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G通过细绳EG拉住,EG与水平方向也成30°,轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物体,求:

(1)细绳AC段的张力与细绳EG的张力之比.

(2)轻杆BC对C端的支持力。

(3)轻杆HG对G端的支持力。

解析:从题目中可以看出,甲是定杆活结的情况,乙是动杆死结的情况。对两者受力分析如下:

根据力的合成与分解、平衡关系即可解,答案如下:

高中物理知识点总结

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