京城教育網(wǎng)高三生物學(xué)法指導(dǎo)--看似一樣其實(shí)不一樣

1、看似一樣，其實(shí)不一樣淺析輕繩.輕桿和輕彈簧的區(qū)別輕細(xì)、輕桿和輕彈簧是三種常見的理想化物理模型。所謂的“輕”，是指其木身的質(zhì)量、 重力可忽略不計(jì)。它們都能發(fā)生彈性形變，因而都能產(chǎn)生彈力，但它們的特性并不完全相同。 所以在有些問題中，從形式上看它們好象是一樣的，然而實(shí)際上卻完全不一樣。下面結(jié)合例 題分析它們的區(qū)別。一. 輕繩的張力可突變，而輕彈簧的彈力只能漸變由于理想化的繩不可伸長，即無論繩受到的拉力多大，繩子的長度不變，所以輕繩張力 可突變。而輕彈簧受拉力或壓力時(shí)，其形變較大，發(fā)生和恢復(fù)形變都需要一段時(shí)間，所以輕 彈簧彈力不可突變，只能漸變。例1. (1)如圖1 (a)所示，一質(zhì)罐為m的物體系于

2、長度分別為厶、厶的兩極細(xì)繩上。 人的一端懸掛在天花板上，與豎總方向夾角為8,厶水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)將細(xì) 繩厶剪斷，求剪斷瞬間物體的加速度。圖 1 (a)若將圖1 (a)中的細(xì)繩厶改為長度相同、質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧，如圖1 (b)所示，其他 條件不變，剪斷細(xì)繩厶，求剪斷瞬間物體的加速度。圖 1 (b)解析：設(shè)細(xì)繩厶上拉力為7；,細(xì)繩厶上拉丿j為巧，重力為mg,物體在三力作用下平衡,t cos 0 - mg, t sin 0 = t2,所以 t2 = m gtg 6 o(1) 剪斷細(xì)繩厶的瞬間，錢突然消失，但細(xì)繩厶上的張力大小也發(fā)住了突然的變化。 此時(shí)物體的狀態(tài)為：物體在豎直血內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)擺

3、到最高點(diǎn)時(shí)的時(shí)刻。將重力沿細(xì)細(xì)厶方向和垂直于強(qiáng)繩厶方向分解，可得物體所受合力為：mg sin所以, 剪斷細(xì)繩厶瞬間物體的加速度大小為gsino,方向?yàn)榇怪庇诩?xì)繩厶向下。(2) 剪斷細(xì)繩厶的瞬間，篤突然消失，但輕彈簧刈物體的拉力不能突變，£的大小和 方向沒有發(fā)生變化，物體在7；反方向上獲得加速度。因?yàn)閙gtgo = maf所以物體的加速度 大小為方向水平向右。二. 輕繩的彈力只能是沿繩方向的拉力，而輕桿的彈力不一定沿桿的方向細(xì)繩只能被拉伸，因此繩的彈力只能是沿繩方向的拉力。輕桿既可以發(fā)生拉伸或壓縮形 變，也可以發(fā)生彎曲或扭轉(zhuǎn)形變，所以輕桿的彈力不一定沿桿的方向，而有多種可能，我們 常常

4、不能根據(jù)桿是否發(fā)生形變或發(fā)生哪種形變來確定彈力的方向。例2. (1)如圖2 (a)所示，小車上固定一彎折硬桿abc, c端固定一質(zhì)量為m的小 球，已知a角恒定，當(dāng)小車水平向左作變加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，bc桿對(duì)小球作用力的方向a. 一定沿bc桿向上 b. 一定豎直向上 c.可能水平向左 d.隨向左加速 度的大小而改變tzzzzj圖 2 (a)(2)若將圖2 (a)中的桿改為質(zhì)量不計(jì)的輕繩，如圖2 (b)所示，其他條件不變，當(dāng) 小車水平向左作變加速度直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，輕繩對(duì)小球作jij力的方向乂怎樣？圖 2 (b)解析：(1)如圖2 (c)所示，小球受二個(gè)力作用：重力mg,桿對(duì)小球作用力n。設(shè)小車向左運(yùn)動(dòng)的加

5、速度的大小為q ,桿對(duì)小球作用力與豎豈方向的夾角為0 o山牛頓第二定律，得：mgctg0 = ma ,即中0 =仝，可見°隨小車加速度q的改變而改變。當(dāng)a = gctga g時(shí)，桿對(duì)小球作用力的方向才沿bc桿向上。所以選項(xiàng)（d）正確。圖 2（c）（2）如圖2 （d）所示，小球受二個(gè)力作用：重力mg,繩對(duì)小球作用力to因?yàn)榧?xì)繩 只能被拉伸，則繩的彈力只能是沿繩方向的拉力，與豎直方向的夾角為a。圖 2 （d）三. 繩的彈力只能是拉力，而輕桿、輕彈贊的彈力可以是拉力也可以是壓力細(xì)繩只能被拉伸，因此繩的彈力只能是拉力。輕桿既可以發(fā)生拉伸或壓縮形變，輕桿的 彈力可以是拉力或壓力。例3. （1）

6、如圖3所示，一輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，以另一端o為圓心，使小 球做半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的是（）a. 小球過最高點(diǎn)吋，桿所受的彈力可以等于零b. 小球過最高點(diǎn)時(shí)，最小速度為j冠c. 小球過最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的作用力與球所受重力方向相反，此時(shí)一定大于桿對(duì)球的 作用力解析：（1）因?yàn)樾∏蛴幂p桿支持，所以過最高點(diǎn)吋的速度v = 0,故選項(xiàng)（b）不正確;當(dāng)v = rg吋，桿所受的彈力n=0,選項(xiàng)（a）正確；當(dāng)0 vuvj冠時(shí)，加g>n>0, n為桿對(duì)球的支持力，選項(xiàng)（c）正確；當(dāng)v>rg時(shí)，n0, n為桿對(duì)球的拉力，選項(xiàng)（d）不正確。（2）若把輕桿換成輕繩，由于輕繩只能對(duì)