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高中物理力学动态三角形:高考物理模型 轻绳 轻杆

高中物理力学动态三角形:高考物理模型 轻绳 轻杆轻杆特点 ②轻绳不能伸长;③用轻绳连接的系统通过轻绳的碰撞、撞击时,系统的机械能有损失;④轻绳的弹力会发生突变。

高中物理力学动态三角形:高考物理模型 轻绳 轻杆(1)

轻绳特点

轻绳模型的建立

轻绳或称为细线,它的质量可忽略不计,轻绳是软的,不能产生侧向力,只能产生沿着绳子方向的力。它的劲度系数非常大,以至于认为在受力时形变极微小,看作不可伸长。

轻绳模型的特点

①轻绳各处受力相等,且拉力方向沿着绳子;

②轻绳不能伸长;

③用轻绳连接的系统通过轻绳的碰撞、撞击时,系统的机械能有损失;

④轻绳的弹力会发生突变。


轻杆特点

轻杆模型的建立

轻杆的质量可忽略不计,轻杆是硬的,能产生侧向力,它的劲度系数非常大,以至于认为在受力时形变极微小,看作不可伸长或压缩。

轻杆模型的特点

①轻杆各处受力相等,其力的方向不一定沿着杆的方向;

②轻杆不能伸长或压缩;

③轻杆受到的弹力的方式有拉力或压力。


轻弹簧特点

轻弹簧模型的建立

轻弹簧可以被压缩或拉伸,其弹力的大小与弹簧的伸长量或缩短量有关。

轻弹簧的特点

①轻弹簧各处受力相等,其方向与弹簧形变的方向相反;

②弹力的大小为F=kx,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的伸长量或缩短量;

③弹簧的弹力不会发生突变。

特别提醒:

橡皮筋与轻弹簧极为相似,只是橡皮筋不能被压缩!

静止或匀速运

例1、如图所示,有一质量为m的小球用轻绳悬挂于小车顶部,小车静止或匀速直线运动时,求绳子对小球作用力的大小和方向。

高中物理力学动态三角形:高考物理模型 轻绳 轻杆(2)

解析:小车静止或匀速直线运动时,小球也处于静止或匀速直线运动状态。由平衡条件可知,绳子对小球的弹力为F=mg,方向是沿着绳子向上。

若将轻绳换成轻弹簧,其结果是一样的。

例2、如图所示,小车上有一弯折轻杆,杆下端固定一质量为m的小球。当小车处于静止或匀速直线运动状态时,求杆对球的作用力的大小和方向。

高中物理力学动态三角形:高考物理模型 轻绳 轻杆(3)

高中物理力学动态三角形:高考物理模型 轻绳 轻杆(4)

解析:以小球为研究对象,可知小球受到杆对它一个的弹力和重力作用,由平衡条件可知小球受力如图所示。则可知杆对小球的弹力为F=mg,方向与重力的方向相反即竖直向上。

注意:在这里杆对小球的作用力方向不是沿着杆的方向。


匀变速直线运

例3、如图所示,一质量为m的小球用轻绳悬挂在小车顶部,小车向左以加速度a做匀加速直线运动时,求轻绳对小球的作用力的大小和方向。

高中物理力学动态三角形:高考物理模型 轻绳 轻杆(5)

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