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 轻杆解之得:在水平方向Fsinθ=ma例4、若将上题中的轻绳换成固定的轻杆,当小车向左以加速度a做匀加速直线运动时,求杆对球的作用力的大小及方向。解析:如图,小球受到重力和杆对它的弹力F作用而随小车一起向左做匀加速直线运动。在竖直方向Fcosθ=mg
解析:以小球为研究对象进行受力分析,如图所示。根据小球做匀加速直线运动可得在竖直方向Fcosθ=mg
在水平方向Fsinθ=ma
解之得:
轻绳对小球的作用力大小随着加速度的增大而增大,它的方向沿着绳子,与竖直方向的夹角为θ。
例4、若将上题中的轻绳换成固定的轻杆,当小车向左以加速度a做匀加速直线运动时,求杆对球的作用力的大小及方向。
解析:如图,小球受到重力和杆对它的弹力F作用而随小车一起向左做匀加速直线运动。
在竖直方向Fcosθ=mg
在水平方向Fsinθ=ma
解之得:
由解答可知,轻杆对小球的作用力大小随着加速度的增大而增大,它的方向不一定沿着杆的方向,而是随着加速度大小的变化而变化。只有时a=gtanθ,F才沿着杆的方向。
弹力的突变
轻绳的弹力会发生突变,而弹簧的弹力不会发生突变。
例5、如图所示,小球在细线OB和水平细线AB的作用下而处于静止状态,则在剪断水平细线的瞬间,小球的加速度多大?方向如何?
解析:在没有剪断之前对小球进行受力如图所示,由平衡条件可得
F=mg/cosθ
T=mgtanθ