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《力學基本模型——輕繩、輕桿和輕彈簧綜合練習》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、年級高一學科物理編稿老師張曉春課程標題力學基本模型——輕繩、輕桿和輕彈簧一校黃楠二校林卉審核薛海燕一、考點突破繩、桿和彈簧是力學部分常見的三種模型，從它們自身特點來講，其力學特點都非常明顯，所以這三種模型的相關試題備受歷次考試的關注，特別是彈簧模型的相關試題，更是每年高考必考的。以輕質彈簧為載體，設置復雜的物理情景，考查力的概念，物體的平衡，牛頓定律的應用及能的轉化與守恒等，此類命題幾乎每年的高考試卷均有所見，應引起足夠重視。高考考綱中，對輕質彈簧的力學特性的要求為B級，而對其能量特征的要求為A級。本講將重點針對彈簧模型
2、進行研究。二、重難點提示1.掌握三種模型的特點和區(qū)別。2.掌握三種模型力的特點，做好這幾種模型所對應情景的過程分析。3.歸納常見題型的解題方法和步驟。在中學物理中，經常會遇到繩、桿、彈簧三種典型的模型，現將它們的特點歸類，供同學們學習時參考。1.輕繩（或細繩）中學物理中的繩（或線），是理想化的模型，具有以下幾個特征：①輕：即繩（或線）的質量或重力可以視為等于零。由此特點可知，同一根繩（或線）的兩端及其中間各點的張力大小相等；②軟：即繩（或線）只能受拉力，不能承受壓力。由此特點可知，繩（或線）與其他物體相互間的作用力的方向
3、總是沿著繩子；③不可伸長：即無論繩（或線）所受拉力多大，繩（或線）的長度不變。由此特點可知：繩（或線）中的張力可以突變。2.輕桿輕桿也是一種理想化的模型，具有以下幾個特征：①輕：即輕桿的質量和重力可以視為等于零。由此特點可知，同一輕桿的兩端及其中間各點的張力大小相等；②硬：輕桿既能承受拉力也能承受壓力，但其受力的方向不一定沿著桿的方向；③輕桿不能伸長或壓縮。3.輕彈簧中學物理中的輕彈簧，也是理想化的模型，具有以下幾個特征：第15頁版權所有不得復制①輕：即輕彈簧的質量和重力可以視為等于零。由此特點可知，同一輕彈簧的兩端及其
4、中間各點的張力大小相等；②輕彈簧既能承受拉力也能承受壓力，其受力方向與彈簧的形變方向相反；③輕彈簧的彈力是一種由形變而決定大小和方向的力。當題目中出現彈簧時，要注意彈力的大小與方向時刻要與當時彈簧的形變相對應。在題目中一般應從彈簧的形變入手分析，先確定彈簧原長位置，現長位置，找出形變量x與物體空間位置變化的幾何關系，分析形變所對應的彈力大小、方向，以此來分析計算物體運動狀態(tài)的可能變化。④因輕彈簧（尤其是軟質彈簧）其形變發(fā)生改變過程需要一段時間，則在瞬間內的形變量可以認為不變。因此，在分析瞬時變化時，可以認為彈力大小不變，
5、即彈簧的彈力不發(fā)生突變。能力提升類例1如圖所示，斜面與水平面間的夾角，物體A和B的質量分別為、。兩者之間用質量可以不計的細繩相連。求：（1）如A和B對斜面的動摩擦因數分別為，時，兩物體的加速度各為多少？繩的張力為多少？（2）如果把A和B位置互換，兩個物體的加速度及繩的張力各是多少？（3）如果斜面光滑，則兩個物體的加速度及繩的張力又各是多少？一點通：解答該題的關鍵在于對物體進行受力分析，連接物體的繩子中是否存在拉力是分析的難點所在，所以首先必須對物體的運動過程進行分析，判斷A、B兩物體的運動快慢，當A運動的速度大于B時，則
6、兩物體有共同的速度，繩子繃緊且有張力，反之則繩子松弛，繩子中的張力為0。解答：（1）設繩子的張力為，物體A和B沿斜面下滑的加速度分別為和，根據牛頓第二定律：對于A有①對于B有②設，即假設繩子中沒有張力，聯立①②式求解得，因，故說明物體B運動得比物體A快，繩松弛，所以的假設成立。故有，，因與實際不符，則A靜止。第15頁版權所有不得復制（2）如B與A互換位置，則，即B物體運動得比A快，所以A、B之間有拉力且共速，用整體法可得代入數據求出，用隔離法對B進行分析，可得：，代入數據求出（3）如斜面光滑不計摩擦，則A和B沿斜面的加速
7、度均為，故兩物體間無作用力。例2如圖所示，固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為，在斜桿下端固定有一質量為m的小球，下列關于桿對球的作用力F的判斷中，正確的是（）A.小車靜止時，，方向沿桿向上B.小車靜止時，，方向垂直桿向上C.小車向右以加速度a運動時，一定有D.小車向左以加速度a運動時，，方向斜向左上方，與豎直方向的夾角為答案：D一點通：對物體進行受力分析的過程中，確定桿的彈力的方向是難點，它可以是沿桿的方向，也可以不沿桿方向，所以首先計算出彈力沿著桿的方向時所對應的臨界加速度，再來比較運動時間和臨界加速度的關系。解
8、答：小車靜止時，由物體的平衡條件知桿對球的作用力方向為豎直向上，且大小等于球的重力mg。小車向右以加速度a運動，設小球受桿的作用力方向與豎直方向的夾角為，如下圖所示，根據牛頓第二定律有：，，兩式相除得：。第15頁版權所有不得復制只有當球的加速度且向右時，桿對球的作用力才沿桿的方向，此時才有。小車向左以加速度a運動，根
