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绳子拉船是一个经典的物理问题，涉及到力的平衡和运动。
假设有一艘船停在水中，有人站在岸上用绳子拉住船，试图将船移动。
这个问题可以分解为以下几个方面：
力的平衡：在绳子拉船的过程中，存在着多个力的作用。
首先是拉力，即人用绳子施加在船上的力。
这个力的方向朝向岸边，并且大小取决于人的施力。
其次是浮力，这是水对船的支持力，垂直向上。
还有水对船的阻力，它与船的运动速度和形状有关，与船的运动方向相反。
惯性与摩擦：如果没有阻力和摩擦，当人施加拉力时，船将沿着岸边直线运动。
然而，现实中存在着水对船的阻力和摩擦力。
这些力会减慢船的运动，并可能导致船的方向偏离。
物体的运动：在拉船的过程中，船的加速度取决于施加的拉力与阻力之间的差异。
如果拉力大于阻力，船将加速前进。
如果拉力小于阻力，船将减速或停止。
斜拉与角度：如果绳子不是水平拉动船，而是呈一定角度拉动，那么水平分力将减少，垂直分力将增加。
这可能导致船的运动方向偏离所期望的路径。
综上所述，绳子拉船的物理问题涉及到力的平衡、摩擦、阻力和船的运动特性。
具体情况下，还需要考虑船的质量、水的流动性质以及绳子和船之间的摩擦等因素，以更全面地理解和解决这个问题。
绳子拉船问题的理解与求解一、绳子拉船问题的理解1．绳子拉船问题如图1所示，在水面上方h高的岸上，某人利用绕过定滑轮O的轻绳匀速地拉动水面上的一只小船，如果人拉动绳子的速度大小为V，则当绳子OA与水平面的夹角为θ时，小船运动的速度为多大。
2．常见错误及原因分析对此问题，很多学生的常见错误是把拉动绳子的速率V沿竖直和水平两个方向分解，如图2所示，因此错误地认为船沿水面运动的速度，就是绳子沿水平方向的分速度，即V 船=Vcosθ（1）造成上述错误的原因，就是没有分清楚合运动与分运动，错误地认为与船相连的绳子沿收缩方向是合运动，小船的运动为它的分运动。
实际上，绳子A端与船相连，它的实际运动与小船运动相同，也是水平向左，这才是合运动。
3．常规解法如图1所示，当绳子拉着小船水平向左运动时，定滑轮右边的绳子运动有这样的效果：一方面，沿绳子方向收缩；另一方面，绳子绕定滑轮O顺时针转动。
因此，可将绳A端（或小船）水平向左的实际运动（合运动）分解成上述两个方向的分运动，如图3所示，而沿绳子收缩方向的分速度大小等于人通过定滑轮拉动绳子的速度大小V，故小船运动的速度为（2）1．功能原理法设定滑轮的质量、滑轮与轴之间的摩擦均不计，则人在利用绕过定滑轮的绳子拉船过程中，人拉轻绳所做的功等于绳子拉船所做的功，即W 人=W 船，由于人拉绳与绳拉船的时间相同，则有，即P 人 = P 船 （3）设人对绳子的拉力为F ，则绳对船的拉力大小也为F ，根据功率的计算公式P=FVcos α，有P 人 = F ·V （4）P 船 = F ·V 船cos θ （5）联立（3）、（4）、（5）式可得类型题： 绳联物体的速度分解问题【例题】如图所示，人用绳子通过定滑轮以不变的速度0v 拉水平面上的物体A ，当绳与水平方向成θ角时，求物体A 的速度。
★解析：解法一（分解法）：本题的关键是正确地确定物体A 的两个分运动。
物体A 的运动（即绳的末端的运动）可看作两个分运动的合成：一是沿绳的方向被牵引，绳长缩短。
“拉船”模型的几种分析方法及其推广应用我们先来看看这样一条题目：如图1 ，绳通过定滑轮拉船使船靠岸，若要使船匀速靠岸，则应该如何拉绳?(A) 匀速拉. (B) 减速拉. (C) 加速拉.要解决这个问题关键是要找出拉绳的速度与船的速度之间的联系，要找出它们的联系就必须将船的速度进行分解，那么应如何分解呢? 这样的问题我们通常把它称为“拉船”模型，对“拉船”模型一般有下述3 种分析方法1 等效法经过一段时间，小船从A 运动到B ，从效果上看可以这么理解：小船先沿着绳运动到C 点，然后绕O 点转过一个角度到达B 点(如图2) . 也可以这么理解：小船先绕O 点转过一个角度，然后沿着绳上升到B 点(如图3) . 通过这样的等效法分析可知：小船在运动过程中参与了两种分运动：沿绳上升和绕O 点转动. 故当船在某处时将船的速度分解如图4 ，由图可知拉绳的速度v绳= v1 = v船·cosθ.2 能量守恒法轻绳始终处于绷紧状态，定滑轮本身不消耗能量，只起传递能量的作用，因此绳子两端的物体具有相同的功率，有P入= P出. 设绳子中的张力为F ，在绳子水平端有P入= F·v绳，与船相连的一端有P出= F·v船·cosθ.可求得v绳= v船·cosθ.3 微元法设船在极短的时间Δt 内由A 运动到B ，如图5 ，以O 为圆心，OB 为半径作圆弧与OA 交于C ，则A C 为绳在Δt 内移动的距离，由于时间极短，可认为BC ⊥A C ，有A C = AB·cosθ，即有v绳·Δt = v船·Δt·cosθ，即v绳= v船·cosθ.通过上述分析可知，若船远离河岸，则把船的速度分解如图6.在实际教学中发现在这儿出现的最多的错误是学生给出了如图7 所示的分解，通过与学生交流得知他们主要是受了如图8 力的分解的影响从而出现错误.下面通过一些具体事例来看看“拉船”模型的应用.例1. 在一根竖直放置的光滑的杆上套着一个圆筒，如图9 ，在绳的作用下圆筒可沿杆上下运动，某时刻筒的速度竖直向上且为v ，绳与杆的夹角为α，求此时拉绳的速度为多少?分析：若将整个装置顺时针转过90°，就相当于船沿着河面靠岸，模仿“拉船”模型将圆筒的速度按图9 所示分解，可得v绳= v1 = v·cosα.例2. AOB 是弯成直角的光滑便杆，现放置如图10 ，AO竖直，甲、乙两个小球分别套在OB 、OA 杆上且可沿杆无摩擦滑动，甲、乙之间用轻杆相连，某时刻轻杆与OA 、OB 的夹角分别为α和β，此时甲球的速度为v ，求此时乙球的速度.分析：运用“拉船”模型，甲球相当于船离岸，则将其速度分解如图10 ，若将整个装置逆时针转过90°，乙球相当于船靠岸，则将其速度分解如图10 ，由图可知，甲乙两球在沿杆方向的分速度相等，则有：vcosβ=v乙cosα即v乙=vcosβ/cosα=vtanα例3. 如图11 所示，天花板上有一点光源S ，发出一条光线，垂直地射到放置于水平地面上且距天花板高度为h的平面镜M 的O 点上，当平面镜绕垂直于纸面的轴O 以角速度ω，逆时针方向匀速转动时，地面上的观察者跟踪观察，天花板上有一光斑掠过，求：当平面镜转过30°时光斑的瞬时速度分析：光斑沿着天花板运动时，速度的大小是不断变化的，在某一位置其速度多大很难用一般方法求解，这时我们可以构建一个“拉船”模型，光斑相当于船，天花板相当于河，而反射光线相当于绳. 则当光斑运动到P 点时将光斑速度模仿“拉船”模型按如图11 所示分解，由光学知识可知θ=600 ,v=v2/cosθ,v2=ωr, r=2h ,可得r=4ωh轻绳跨过定滑轮拉动物体问题是运动合成与分解习题中较为典型的一类，在实际教学中发现学生处理这类问题经常出错，熟练掌握“拉船”模型就能很快解决此类问题. 由此可见，如果我们能熟练运用模型，巧妙构建模型，往往能起到事半功倍之效.。
为什么轮船总是逆水靠岸？1、轮船要靠岸，是现实中存在的因势利导现象——航行前必须让轮船进行靠岸作业。
逆水行驶，是因为轮船要靠岸港口时，拉着一根木系链要从舷外的港口靠岸处拉住。
为了能把链拉紧，轮船就必须以船首朝向港口靠岸处，逆水行驶来靠岸。
2、帆船蛇形缆索泊法是一种普遍使用的靠岸方式。
由于轮船太大、太重，靠岸时很难控制它行驶的方向，所以使用对位泊法来完成，就是用一根蛇形缆索在航行中，将轮船在近港口拉向港口岸，从而实现它顺水开进港口河口。
3、连锁缆索泊法也是轮船靠岸的一种常见方式。
连锁缆索泊法中间有若干的链索，以缆索的形式连接，从前面的链索木系到船舷，如同一条长链一样，连接着港口和轮船，从而让轮船拖动起航时从港口出来，但回到港口却要靠从舷外拉索子这种方式，以逆水的方式靠岸。
4、“吹口哨泊法”也被称为靠岸口哨泊法，是另外一种同样常见的靠岸手段。
当轮船行驶至接近港口时，船长将会吹口哨。
此时，船舶和边滩之间也会有一名水手，统称“口哨》，负责船舶在港口内及附近的泊位作业。
所以口哨会用绳索和链条把较长的绳索一段段留在轮船的船舷上，然后轮船就会慢慢逆水，再用绳索把轮船拖到指定的港口。
5、当轮船要靠岸时，水手们千方百计的把轮船做出逆水抵岸的动作，就是为了把轮船靠在港口，了解周围环境。
有时，当口哨看不到船尾或者船舷太多时，水手们就要用逆水抵岸的手段把轮船拖到正确的位置。
这样一来，轮船能够准确地靠在港口，从而防止船只前侧抵着岸，把水手的顶头撞破的危险情况发生。
总之，无论是为了拉绳索完成靠岸、还是为了吹口哨完成靠岸，轮船都是需要逆水抵岸的，为的就是使靠岸的动作变得更容易，使整个海上运输更有效也更安全，从而确保轮船安全靠岸，保护轮船和水手免受灾害。
绳拉船模型目标：1、进一步理解运动的合成和分解；2、运动分解的原则：按效果分解；3、绳拉船模型分析。
例1、如图所示，在河岸上利用定滑轮拉绳使小船靠岸，拉绳速度为v,当船头绳长方向与水平方向夹角为a 时，船的速度是多少？例2、如图所示，汽车沿水平路面以恒定速度v 前进，则当拉绳与水平方向成θ角时，被吊起的物体M 的速度为M v 为多大？变式1、A 、B 两物体通过一根跨过定滑轮的轻绳相连放在水平面上，现物体A 以v 1的速度向右匀速运动，当绳被拉成与水平面夹角分别是α、β时，如图所示．物体B 的运动速度v B 为(绳始终有拉力)( )A ．v 1sinα/sinβB ．v 1cosα/sinβC ．v 1sinα/cosβD ．v 1cosα/cosβ例3、如图所示，杆AB 的A 端靠在竖直墙上，B 端放在水平面上，此时杆与水平面的夹角为α，且B 端的滑动速度为B v ，求A 端的滑动速度A v .同步练习：1.如图所示，物体A和B的质量均为m，且分别用轻绳连接跨过定滑轮(不计绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦)。
当用水平变力F拉物体B沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中()A．物体A也做匀速直线运动B．绳子的拉力始终大于物体A所受的重力C．物体A的速率小于物体B的速率D．地面对物体B的支持力逐渐增大2.如图所示，一根长直轻杆AB在墙角沿竖直墙和水平地面滑动，当AB杆和墙的夹角为θ时，杆的A端沿墙下滑的速度大小为v1，B端沿地面滑动的速度大小为v2，则v1、v2的关系是()A．v1＝v2 B．v1＝v2cosθC．v1＝v2tanθD．v1＝v1sinθ3.如图所示，不计所有接触面之间的摩擦，斜面固定，两物体质量分别为m1和m2，且m1<m2。
若将m2从位置A由静止释放，当落到位置B时，m2的速度为v2，且绳子与竖直方向的夹角为θ，则这时m1的速度大小v1等于()A．v2sin θB．v 2/sin θC．v 2cos θD．v 2/cos θ4.如图所示，A、B以相同的速率v下降，C以速率v x上升，绳与竖直方向夹角α已知，则v x=______v。
绳拉船模型
目标：1、进一步理解运动的合成和分解；
2、运动分解的原则：按效果分解；
3、绳拉船模型分析。
例1、如图所示，在河岸上利用定滑轮拉绳使小船靠岸，
拉绳速度为v,当船头绳长方向与水平方向夹
角为a 时，船的速度是多少？例2、如图所示，汽车沿水平路面以恒定速度
v 前进，则当拉绳与水平方向成角时，被吊起的物体M
的速度为M v 为多大？变式1、A 、B 两物体通过一根跨过定滑轮的轻绳相连放在水平面上，现物体A 以v 1的速度向右匀速运动，当绳被拉成与水平面夹角分别是α、β时，如图
所示．物体B 的运动速度v B 为(绳始终有拉力)(
) A ．v 1sin α/sin β B
．v 1cos α/sin βC ．v 1sin α/cos β D
．v 1cos α/cos β 例3、如图所示，杆
AB 的A 端靠在竖直墙上，B 端放在水平面上，此时杆与水平面的夹角为，且B 端的滑动速度为B v ，求A 端的滑动速度A v .。
绳子拉船问题的理解与求解、绳子拉船问题的理解 1 •绳子拉船问题如图1所示，在水面上方h 高的岸上，某人利用绕过定 滑轮0的轻绳匀速地拉动水面上的一只小船，如果人拉动 绳子的速度大小为 V ，则当绳子0A 与水平面的夹角为B 时， 小船运动的速度为多大。
2 •常见错误及原因分析对此问题，很多学生的常见错误是把拉动绳子的速率 V 沿竖直和水平两个方向分解， 如图2所示，因此错误地认为船沿水面运动的 速度，就是绳子沿水平方向的分速度，即 V 船=Vcos 0(1)造成上述错误的原因， 就是没有分清楚合运动与分运动, 收缩方向是合运动，小船的运动为它的分运动。
实际上，绳子 动与小船运动相同，也是水平向左，这才是合运动。
3 •常规解法如图1所示，当绳子拉着小船水平向左运动时，定滑轮右边 的绳子运动有这样的效果：一方面，沿绳子方向收缩；另一方面， 绳子绕定滑轮 0顺时针转动。
因此，可将绳 A 端(或小船)水平 向左的实际运动(合运动)分解成上述两个方向的分运动，如图 3所示，而沿绳子收缩方向的分速度大小等于人通过定滑轮拉动绳子的速度大小V ，故小船运动的速度为^(2)1 •功能原理法设定滑轮的质量、滑轮与轴之间的摩擦均不计, 中，人拉轻绳所做的功等于绳子拉船所做的功，即 间相同，则有：：，即P 人=P 船设人对绳子的拉力为 F ,则绳对船的拉力大小也为 F ,根据功率的计算公式 P=FVcos a,S3错误地认为与船相连的绳子沿 A 端与船相连，它的实际运则人在利用绕过定滑轮的绳子拉船过程 W 人=W 船，由于人拉绳与绳拉船的时 (3)(4)联立（3 ）、（4 ）、（5）式可得出COS©■题■绳联物体的速度分解问题【例题】如图所示，人用绳子通过定滑轮以不变的速度V o拉水平面上的物体A，当绳与水平方向成B角时，求物体A的速度。
★解析：解法一（分解法）：本题的关键是正确地确定物体A的两个分运动。
物体A的运动（即绳的末端的运动）可看作两个分运动的合成：一是沿绳的方向被牵引，绳长缩短。
小船渡河问题例1 一条宽度为L的河，水流速度为为v水，已知船在静水中的航速v船，那么（1）怎样渡河时间最短？（2）若v水＜v船，怎样渡河位移最小？（3）若v水＞v船，怎样渡河船漂下的距离最短？【分析与解答】：(1)如图1—1所示，设船的航向与河岸成任意角θ斜向上，这时船速在y轴方向上的分速度为v y=v船sinθ,渡河所需的时间为L/v船sinθ可以看出：在L、v船一定时，t随sinθ增大而减小；当θ=900时，sinθ=1,最大，即船头与河岸垂直时，渡河时间最短，且t min=L/v船(2)如图1—2所示，渡河的最小位移即河的宽度L,要使渡河位移等于L,必须使船的合速度v的方向与河岸垂直。
此时船沿河岸方向的速度分量v x=0，这时船头应指向河的上游，并与河岸成一定的角度θ，即v水-v船cosθ=0，θ=arccosv水/v船因为0≤θ≤1，所以只有在v水＜v船时，船才有可能垂直河岸横渡。
(3)则不论船的航向如何，总要被水冲向下游，怎样才能使船的航程最短呢？如图1—3所示，设船头(v船)与河岸成θ角，合速度(v)与河岸成α角，可以看出：α角越大，船到下游的距离x越短。
那么，在什么条件下，α角最大呢？请看可见，以v水的矢尖为圆心，为半径画圆，当与圆相切时如图1—4，角最大。
此时sinα=v船/v水，船的最短航程为s=d/sinα=dv船/v水可见，正交分解是解决渡船问题的一种比较好的方法绳子拉船问题一个速度岸矢量运算法则分解为两个分速度，可以有无数组解，但若与实际情况不服，则所得分速度就毫无物理意义。
所以速度分解的一个基本原则就是按实际效果来进行分解。
常用的思想方法有两种：一种思想是现虚拟合运动的一个位移，看看这个位移产生了什么效果，从中找到运动分解的办法；另一种思想方法实现确定合运动的速度方向（这里有一个简单的原则：物体的实际运动方向就是合速度的方向），然后分析有这个合速度所产生的实际效果，以确定两个分速度的方向。
