轻绳
- 三力平衡问题的求解策略
———以“轻绳、轻杆模型”为例
都较高。下面以“轻绳、轻杆模型”中的三力平衡问题为例,论述如何透过表面现象,抓住各种题型的本质特征,找到相应的解题方法,供同学们参考。一、三力静态平衡问题例1如图1所示,水平轻杆BC的B端用铰链固定在竖直墙壁上,轻绳AD拴接在轻杆C端,D端所挂物体质量为m,轻绳AC段与水平方向间的夹角α=30°,取重力加速度g=10 m/s2,求轻绳AC的拉力T的大小,以及轻杆BC对结点C的支持力N。图1指点迷津：本题是平衡问题中典型的死结、活杆模型,以结点C为研究对象,
中学生数理化(高中版.高考理化) 2023年9期2023-09-19
- 浅探圆锥摆问题
示,将不可伸长的轻绳一端固定,另一端系一个小球,让小球获得某一速度后,小球在水平面内做匀速圆周运动,在运动过程中轻绳扫过的形状为一圆锥,则这个运动称为圆锥摆运动。在生活中有很多类似圆锥摆的运动,以圆锥摆为背景的物理试题在近几年的高考试卷中频繁出现。分析圆锥摆的运动特点,探究圆锥摆的运动条件,研究圆锥摆的临界状态与极值问题,将有助于我们更好地将圆锥摆的运动规律应用到实际问题的求解中。图1一、基本模型设绳长为l,小球质量为m,小球做匀速圆周运动的角速度为ω,小
中学生数理化(高中版.高考理化) 2023年9期2023-09-19
- 例谈相对运动类连接体问题的处理方法
度为C.甲图中,轻绳对两物块做功的功率大小不相等表1根据机械能守恒定律可知,B物块减小的重力势能全部转化为A物块的重力势能和两物块的动能,则两物块的重力势能之和发生变化,选项A 错误;图甲中,根据动滑轮的特点可知,B物块下降的高度是A物块上升高度的2倍,故B物块的速度为A物块速度的2倍,设A物块上升到h高度时的速度大小为v1,根据系统机械能守恒定律可得m2g·2h-m1gh＝,选项B 正确;图甲中同一根轻绳的拉力相同,故轻绳对B物块做功的功率P2＝Fv2,
高中数理化 2023年16期2023-09-19
- 水平转动圆盘中两体问题的分析策略
圆盘上的两体通过轻绳或轻弹簧相连，若忽略摩擦，则轻绳或轻弹簧产生的弹力提供向心力．弹力具有被动性与可变性特点．分析轻绳时一般不计绳子的伸长量；分析轻弹簧时，弹簧长度、弹簧形变量以及圆周运动半径注意不要混淆．例3如图3，足够大的水平圆盘可绕过O点的竖直中心轴转动．圆盘上有两个质量分别为m1、m2的小物块被一长度为l的轻绳相连，轻绳通过位于O点的非常小的光滑卡环(图中未画出)．已知轻绳能承受的最大张力为Tm，不计小物块圆盘之间的摩擦．圆盘转动的角速度可调，求圆
数理化解题研究 2022年31期2022-12-10
- 连接体问题的有效解决方法
——以近五年海南高考物理题为例
,二者之间用水平轻绳连接.两物块与地面之间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为g,现对Q施加一水平向右的拉力F,使两物块做匀加速直线运动,轻绳的张力大小为( ).图1解析首先采用整体法,将两物块P、Q看成一个整体,应用牛顿第二定律求解整体的加速度然后采用隔离法,选取受力较少的物块P为研究对象,轻绳的张力故选项D 正确.点评此题和经典的连接体问题相比,增加了滑动摩擦力.从计算结果看,轻绳的张力与物块和地面之间的动摩擦因数μ无关,即滑动摩擦力的存在只改变了物块
高中数理化 2022年20期2022-11-17
- 沿绳方向加速度问题的深入思考
2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d.现将环从与定滑轮等高的A处由静止释放，当环沿直杆下滑距离也为d时(图中B处)，下列说法正确的是(重力加速度为g)( ).A．环刚释放时轻绳中的张力等于2mgD．环减少的机械能大于重物增加的机械能图1原参考答案：B.解析环刚开始释放后，重物由静止开始加速上升，故重物有向上的加速度，根据牛顿第二定律有F-2mg=2ma,得F>2mg，故A项错误；有
数理化解题研究 2022年28期2022-11-03
- 对挂钩模型的深度思考
图3所示,一光滑轻绳左端固定在竖直杆顶端,其右端系于一光滑圆环上,圆环套在光滑的矩形支架ABCD上.现将一物体用轻质光滑挂钩悬挂于轻绳之上,若使光滑圆环沿着ABCD方向在支架上缓慢地顺时针移动,圆环在A、B、C、D四点时,绳上的张力分别 为Fa、Fb、Fc、Fd,则( ).图3A.Fa＜FbB.Fb＞FcC.Fc＞FdD.Fd＞Fa解析根据前文结论,圆环沿AB方向和CD方向移动时,张力均不变,即Fa＝Fb,Fc＝Fd,选项A、C错误;沿BC方向移动时,作用
高中数理化 2022年16期2022-09-14
- 旋转盘面上静摩擦力变化问题的讨论
用一根不可伸长的轻绳连接，开始时轻绳处于水平状态但无拉力.现转盘绕圆心开始缓慢加速（在任意时刻均可近似认为是匀速转动），设木块与圆盘之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，轻绳可承受的拉力足够大，重力加速度为g.（1）为使两木块与转盘始终保持相对静止，试求转盘角速度的最大值ωm;分析 开始时转盘缓慢转动，转盘对木块A、B的静摩擦力都可以提供木块A、B做圆周运动的向心力，A、B之间的轻绳处于水平但无拉力，此时木块A、B的静摩擦力不相等，A在外侧，所需要的向心力较大
中学生理科应试 2022年6期2022-06-19
- 巧解绳牵连系统的运动问题
题，主要涉及通过轻绳连接的多个物体的运动学和动力学规律。绳牵连系统的运动问题的难点在于涉及多个物体的运动和受力情况，需先假设物体的速度大小和方向，将速度沿绳和垂直于绳的方向进行分解，对物体运用动量定理，结合沿绳方向速度相等的约束条件，列出多个方程，涉及的未知数较多，求解过程复杂，对学生的思维缜密性和数学运算能力要求较高。本文介绍绳牵连系统运动问题的一种简单分析方法，解决问题时围绕“沿绳方向速度相等”这一条件展开，涉及的方程数明显减少，过程更加简洁，方法的普
物理之友 2022年3期2022-05-11
- 运用牛顿第二定律解决连接体问题
相互关联的物体由轻绳、轻杆、轻弹簧等连接在一起,或者叠放在一起,构成的物体系统称为连接体。根据关联物体速度的关系和连接物体介质的不同特点,灵活选用整体法和隔离法,利用牛顿第二定律可以顺利求解相关问题。下面举例分析。一、根据关联物体速度的关系可以分为同速连接体和关联速度连接体1.同速连接体:相互关联的物体在拉力、弹力或摩擦力的作用下,具有相同的速度或相同的加速度。具体案例如图1所示。2.关联速度连接体:相互关联的物体的速度和加速度大小相等,方向不同,但有所关
中学生数理化(高中版.高考理化) 2022年9期2022-03-24
- 以绳连接模型为例谈关联速度的分析
■周 瑶通过轻绳连接的不同物体，若在运动过程中的运动方向不都沿绳方向，则其速度虽不同，但必定存在某种联系，我们可以利用运动的合成与分解分析连接体的关联速度，下面举例分析。1.常见的绳连接模型如图1所示。图12.绳连接模型的特点:连接体沿绳方向的速度分量大小相等。3.连接体的合速度与分速度的关系:合速度是指物体的实际运动速度，分速度是指沿绳方向的分速度和垂直于绳方向的分速度，将两分速度按照矢量运算法则合成可以得到合速度。4.求解绳连接模型中关联速度的方法:把
中学生数理化·高一版 2022年2期2022-02-28
- 矢量三角形法的应用
,其长度为R。用轻绳在O端悬挂一个重为G的物体,另一根轻绳一端系在O点,另一端C系在圆弧形墙壁上。当轻绳端点C由图示位置逐渐向上沿圆弧移动时(保持杆AO与水平面间的夹角θ不变),轻绳OC中张力的大小变化情况是( )。图1A.逐渐减小B.逐渐增大C.先减小后增大D.先增大后减小对物体进行受力分析,物体受到轻绳OD的拉力TOD和重力G作用,处于平衡状态,则轻绳OD的拉力TOD等于重力G,保持不变;对O点进行受力分析,O点受到轻绳OD的拉力TOD′、杆AO的支持
中学生数理化·高一版 2021年11期2021-12-03
- 由一道适应性模拟考试题引发的思考
常见模型，其中“轻绳”是理想化模型，轻绳的质量不计，轻绳产生弹力时呈直线，且同一根轻绳上各处弹力大小相等，弹力方向沿轻绳收缩的方向；而本题的绳子具有一定的质量，那么，实际生活中承载重物的绳子产生弹力时能呈直线吗？绳上各处弹力大小相同吗？实物绳子究竟有怎样的力学特征呢？下面结合本题作简要分析.二、突出建模，解决问题如图2所示，一根质量为m的匀质绳子,两端分别固定在同一高度的两个钉子上.平衡时，绳子中点的切线水平，两侧绳子的切线与竖直方向的夹角为θ，求钉子对绳
数理化解题研究 2021年31期2021-11-24
- 轻绳对圆环拉力的冲量大小到底是多少？*——对《绳杆关联系统若干问题研究》一文的再分析
为2m重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d.杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点正下方距离为d处，现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，求：图1 题图(1)环到达B处时，重物上升的高度h;(2)若环到达B处时速度大小为v，求此时重物速度大小;(3)环从A处静止释放到B处过程中，环克服轻绳拉力做的功W;(4)环从A处静止释放到B处过程中，绳对环拉力的冲量大小 ;(5)环能下降的最大
物理通报 2021年11期2021-11-06
- 整体法隔离法在连接体问题中的具体应用
M表示，中间用一轻绳连接，如图1所示.现用一水平力F拉着B使整体沿着光滑水平面做加速直线运动，求连接A、B轻绳上的张力T.思路点拨此题是运用牛顿第二定律解决问题的典型模型——连接体问题，几个物体通过面面接触、轻线或轻杆连接等作用形式，构成连接体问题，运动中可以具有相同的加速度，也可以具有相同大小的速度.要点提醒处理时可以运用整体法求加速度，隔离法求物体间的相互作用力.考法延伸若地面粗糙，已知两物体与水平面间的动摩擦力系数为μ，求此时轻绳上的拉力T是多大？仍
数理化解题研究 2021年28期2021-10-20
- 力学实验复习
丙所示。物体A用轻绳与一轻滑轮相连，轻滑轮上还绕着另一根轻绳，该轻绳一端B固定在竖直墙上，另一端C与弹簧测力计相连后，水平向左匀速地拉着物体A运动（不计滑轮的摩擦）。此时弹簧测力计的示数等于轻绳D对物体A的拉力大小的 （填“一半”“一倍”或“两倍”）。（3）图2丙中，若物体A向左匀速运动的距离为1 m，则此过程中轻绳D对物体A的拉力做的功为 J。结合所学的动滑轮的有关知识，可知弹簧测力计对绳的端点C做的功与轻绳D拉物体A做的功 （填“相等
初中生学习指导·提升版 2021年8期2021-08-30
- 审视绳系连接体教学中的两个困惑
或以上的物体通过轻绳连接，各自经历相同或不同的运动过程，如图1和图2所示；这是中学阶段比较常见的绳系连接体情景；于学生而言，绳系连接的物体之间力学联系较为简单，但物体之间的运动联系特别是速度大小关系，以及轻绳对每个物体做功的问题颇为困扰学生.图1 速度大小相等的连接体图2 速度大小不等的连接体本文从绳系连接体的基本特点入手，一是帮助学生快速判断连接体间的速度关系；二是通过证明导出轻绳对两个物体做功的特征，寻求找到解决绳系连接体中能量关系的方法.1 绳系连接
物理通报 2021年7期2021-07-03
- 关联速度问题
或两个以上物体由轻绳或轻杆连接在一起，或直接挤压在一起，称为关联体，它们的运动称为关联运动。相互关联的两个物体在运动过程中，一般不是都沿绳、杆或接触面运动的，即二者的速度通常不同，但存在某种联系，称为关联速度。要想求解关联速度，就需要找到关联速度间的联系，并正确分解已知速度，下面以由两个物体组成的关联体问题为例，具体说明。题型一：由绳连接物体的关联速度问题例1 如图1所示，光滑定滑轮固定在天花板上的O点，一根轻绳跨过定滑轮系在A、B两物体上。若物体A以速度
中学生数理化·自主招生 2021年1期2021-05-30
- 再析复合场中“轻绳约束”类运动问题的求解方法
——兼与石铁野老师商榷
是求解复合场中“轻绳约束”类运动问题的关键所在。经充分论证后，笔者认为石铁野老师发表于《中学物理教学参考》2019 年第4 期第42 页的论文第二部分的核心内容值得商榷。本文拟再析在重力场、电场的复合场中被绝缘“轻绳约束”类带电小球的动力学问题的例题设计和求解方法。1 原例题设计与原解析呈现[1]原例题设计 如图1 所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为+q的小球，系在一根长为L的绝缘轻绳一端，轻绳的另一端系于O点可自由转动。已知重力加速
丽水学院学报 2021年2期2021-04-28
- 一种共振演示仪工作原理的研究
框架上两端张紧的轻绳等距悬挂摆长不等的若干单摆,设摆长分别为L1、L2、L3……Ln,n个单摆组成振动系统,为简便取摆球质量均为m．假定摆系统的总机械能在摆动过程中没有损失,轻绳因力的作用而产生微小弹性形变,正是这微小的弹性形变传递了机械能．图2所示为垂直于张紧轻绳的小球摆动所在正视面,小球摆动引起轻绳在水平位置微小位移,忽略轻绳在竖直方向上的形变量,取轻绳平衡位置为原点O,建立坐标Ox轴,位移向右为正,向左为负;摆角向右为正,向左为负,图中d是弹性轻绳相
物理教师 2021年2期2021-03-26
- 关于轻杆上的力方向的思考
我们知道它不同于轻绳模型，它的力可以沿着杆向里，也可以沿着杆向外，也可以不沿杆. 所以一开始它就和轻绳同时出现，对比着学习来记忆.学生一开始学到这里会觉得杆模型难以理解，做题时不容易判断杆上力的方向.常见出题模型如下.(1)图1中左侧为墙壁，轻绳一端固定在墙上，通过光滑定滑轮吊一个重物，轻杆左端固定在墙上，右端固定轻质定滑轮.图1 常见出题模型一(2)图2中左侧为墙壁，轻杆左端通过铰链拴接在墙上，右端分别与两根轻绳相连.图2 常见出题模型二两个图中物体质量
物理通报 2021年2期2021-02-07
- 轻绳、轻杆和轻弹簧模型在高中物理解题中的应用
型的主要特点1.轻绳(1)轻绳模型的建立。轻绳或称为细线,其质量可以忽略不计,轻绳柔软,不能产生侧向力,可以沿绳子方向产生力。刚度模量是如此之大,以至于当它受到力时被认为是很小的,并且被认为是不可延长的。(2)轻绳模型的特点①施加在轻绳上的力在所有地方都是相同的,并且拉力的方向沿绳子。②细绳不能拉长。③当连接到系统与轻绳碰撞时,系统的机械能会丢失。④轻绳的弹性突然改变。2.轻杆(1)轻杆模型的建立。轻杆的质量可以忽略不计。避雷针是刚性的,可以产生侧向力。刚
探索科学(学术版) 2020年5期2021-01-20
- 晾衣架模型的解题策略
立在地上的木桩，轻绳系在两木桩上不等高的P和Q两点，C为光滑的、质量不计的滑轮，下面悬挂着重物G，现保持结点P的位置不变，当Q点的位置变化时，轻绳的张力大小变化情况是( ).图4A.Q点上下移动时，张力不变B.Q点向上移动时，张力变大C.Q点向下移动时，张力变小D.条件不足，无法判断解析因为是通过“活结”连接，且处于动态平衡状态，所以上面的两个结论成立.解答：又因为两悬挂点水平距离不变，绳子的拉力不变，故：应选A.图5练2如图5所示,为建筑工地一个小型起重
数理化解题研究 2020年34期2021-01-12
- 剖析牛顿第三定律的内涵分辨相互作用力与平衡力
如图2 所示,用轻绳L1和L2将A、B 两重物悬挂起来,下列说法中正确的是( )。图2A.轻绳L1对重物A 的拉力和轻绳L2对重物A 的拉力是一对平衡力B.轻绳L2对重物A 的拉力和轻绳L2对重物B 的拉力是一对作用力和反作用力C.轻绳L2对重物B 的拉力和重物B 受到的重力是一对作用力和反作用力D.轻绳L2对重物B 的拉力和重物B 对轻绳L2的拉力是一对作用力和反作用力重物A 受到重力、轻绳L1的拉力和轻绳L2的拉力处于平衡状态,故轻绳L1对重物A 的拉
中学生数理化·高一版 2020年12期2021-01-04
- 聚焦受力分析应注意的问题
跨过光滑定滑轮的轻绳相连,如图1 放置,轻绳OA、OB 与水平面间的夹角分别为30°、60°,物体M 的质量为2kg,两物体M、m 均处于静止状态,则( )。A.轻绳OA 对物体M 的拉力大小小于轻绳OB 对物体M 的拉力大小B.轻绳OA 对物体M 的拉力大小等于轻绳OB 对物体M 的拉力大小C.物体m 受到水平面的静摩擦力大小为零D.物体m 受到水平面的静摩擦力的方向水平向左对物体M 进行受力分析如图2 甲所示,在水平方向上有F1cos30°=F2cos
中学生数理化·高一版 2020年12期2021-01-04
- 圆周运动问题的求解策略
在两根不可伸长的轻绳a、b一端，两轻绳的另一端拴接在竖直杆上的A、B两点上。当两轻绳伸直时，轻绳a与竖直杆间的夹角θ=30°，轻绳b水平，如图1乙所示。已知轻绳a的长度为2L。竖直杆以自己为轴转动，在其角速度ω从零开始缓慢增大的过程中（不同ω对应的轨迹可看成是稳定的圆周运动轨迹），下列说法正确的是（ ）。A.从开始至轻绳b伸直但不提供拉力时，轻绳a对小球做的功为0B.从开始至轻绳b伸直但不提供拉力时，小球的动能增加了C.从开始至轻绳b伸直但不提供拉力时，轻
中学生数理化·高一版 2020年5期2020-05-29
- 从两个形似的速度关联问题说起
的重难点，对于用轻绳、轻杆相连的系统,学生会抓住两物体的实际速度为合速度,并将其按沿绳(杆)和垂直于绳(杆)这两个方向分解,取其沿绳(杆)方向的分速度相等,往往就能轻松解决问题。但是，对于下面两个看上去很形似的问题,学生常用的解题套路却失效了。1 两道形似题引发的思考图1针对速度关联问题的两道形似题的解答如图1、2所示，图1中学生的解答是错的,图2中学生的解答却是对的。两题都是与杆相关的速度关联问题,看上去很相似。学生采用同样的处理方法,将平台或物块的速度
物理之友 2020年4期2020-05-23
- 弹簧连接体的六种情景
是竖直面上一端用轻绳悬挂的通过轻弹簧连接的几个物体;也可能是竖直面上两端用轻绳悬挂的通过轻弹簧连接的几个物体;也可能是竖直面上一端用轻绳悬挂的通过轻弹簧连接的几个物体，另一端作用一个水平力;也可能是竖直面上用轻杆悬挂的通过轻弹簧连接的几个物体;还可能是通过轻弹簧连接的两个物体，其中一个物体在水平面，另一个物体在力的作用下悬空等。例2 如图2所示，两个中间有孔的质量均为M的小球A、B用一轻弹簧相连，套在一水平光滑横杆上。两个小球下面分别连一轻弹簧。两轻弹簧下
中学生数理化·高一版 2020年1期2020-02-26
- 分类探讨牵连物体在斜面上的运动
过轻弹簧、轻杆或轻绳相牵连在斜面上运动类试题时，需要用到整体法和隔离法。此类试题涉及的研究对象多，受力情况复杂，能很好地考查同学们分析问题和解决问题的综合能力。下面分类探讨两个物体通过轻弹簧、轻杆或轻绳相牵连在斜面上的运动问题，以期帮助同学们掌握解决此类试题的思路和方法。一、两个物体通过轻弹簧相牵连在斜面上运动例1 如图1所示，质量分别为mA、mB的两个物块A、B，用轻质弹簧连接置于倾角为θ的光滑固定斜面体C上，开始时弹簧处于原长状态，现将两物块同时由静止
中学生数理化·高一版 2020年1期2020-02-26
- 巧用三角形知识求解共点力作用下物体的平衡问题
将一铁球通过3段轻绳OA、OB、OC悬 挂 在A点，轻 绳OC拴接在轻质弹簧测力计上。第一次，保持结点O位置不变，拉着轻质弹簧测力计从水平位置缓慢转动到如图1 甲所示竖直位置；第二次，保持轻绳OC垂直于OA，缓慢移动轻绳，使轻绳OA从竖直位置缓慢转动到如图1乙所示位置。则( )。图1A.甲图中轻绳OA中的张力逐渐减小B.乙图中轻绳OA中的张力逐渐增大C.甲图中弹簧测力计的示数先增大后减小D.乙图中弹簧测力计的示数逐渐增大分析：甲图中，对结点O进行分析，受到
中学生数理化(高中版.高考理化) 2020年1期2020-02-12
- 物理与圆的不解之缘
例1如图1，柔软轻绳ON的O端固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住轻绳的N端。初始状态OM竖直且MN被拉直，OM与MN间的夹角为。现缓慢将重物向右上方拉起，且保持夹角α不变。在OM由竖直被拉至水平的过程中，轻绳MN、OM段的张力如何变化?分析：重物受三力平衡，其中只有重力恒定不变，且轻绳MN、OM段张力F1、F2的夹角不变，而大小与方向均发生变化，根据同一圆弧对应圆周角不变的几何特点，可将三个力平移入矢量圆中，如图2，以mg为 固 定 弦，P点在圆上移动，
中学生数理化(高中版.高考理化) 2020年1期2020-02-12
- “轻杆”(或“轻绳”)末端速度的分解问题
：“轻杆”（或“轻绳”）末端速度的分解问题，是“运动的合成与分解”中的一个难点和易错点.在处理此类问题时，学生常因搞不清哪一个是合速度（实际速度），哪一个是分速度而出错.本文针对该类型问题进行简要例析，希望能帮助同学们攻克难关.关键词：轻杆轻绳合速度分速度“轻杆”和“轻绳”模型在高中物理的学习中经常遇见.一般情况下，“轻”意思是指质量可以忽略，所受重力可以忽略，“杆”和“绳”模型意思是其形体在同一直线上且其长度是不发生变化.对此，本文对杆（或绳）末端速度的
中学生数理化·教与学 2020年1期2020-02-07
- 一个竖直面轻绳模型圆周运动问题的深入分析
直面内的圆周运动轻绳模型作为圆周运动的一个典型应用,可以综合考查受力分析,向心力方程,竖直面内圆周运动的临界条件,两个状态之间的能量关系等知识,并且容易与其它运动模型或电磁场等组合,成为考试命题的一个热点内容．在教学中,遇到这样一个常规轻绳模型问题:质量为M的人抓住长L的轻绳,绳的另一端系着质量为m的小球,现让小球在竖直平面内做圆周运动,已知小球通过最高点时速率为v0,则此时人对地面的压力是多大?图1 问题情境图不难看出,当小球通过最高点时,人对地面的压力
物理教师 2019年5期2019-05-29
- 用功率相等法巧解速度关联问题
出错,但如果利用轻绳不可伸长,对两端物体做功相等,可轻松理解速度关系,进一步解决问题.图1例1.如图1所示,汽车以速度v0在水平路面上匀速行驶,通过绳子牵引质量为m重物P.若汽车从图中A点开到B点,H为已知.求:此过程中重物P增加的机械能.解析：牵引重物的绳子不可伸长,对汽车做负功,对重物做正功,但功率大小相等,设绳上拉力大小F,在A、B两点重物P的速度分别为vPA和vPB.在A点，FvPA=Fv0cos60°,所以,vPA=v0cos60°.汽车由A到B
物理教师 2019年5期2019-05-29
- 都是细绳惹的“祸”
按有无质量可分为轻绳和有质量的绳；轻绳按有无约束，可分为自由绳和约束绳；约束绳按约束方式可分为滑轮约束和结点约束；从受力角度看，轻绳所处的状态可分为松弛(FT=0)、绷直(FT≥0)、绷紧(FT>0)、断裂(拉力从较大突变为零)。在不同分类里，与绳相连的物体的受力情况、运动情况有不同的特点，现举例归纳如下。一、同一轻绳各处的张力大小均相等(1)若轻绳上有“活结”，如滑轮、光滑挂钩，“活结”把绳子分成两段，但可以沿绳子移动。实际上是同一根绳，所以由“活结”分
教学考试(高考物理) 2019年1期2019-04-24
- 高中物理力中最值的归类分析
换成无明显弹性的轻绳，结点仍在圆心O，在结点处仍挂重G=50N的重物，并保持左侧轻绳在OA’不动，缓慢将右侧轻绳从OB’沿圆周移动，当右侧轻绳移动到什么位置时右侧轻绳中的拉力最小?最小值是多少?注：此类问题虽未直接给出合力F，但已暗含合力与重力等大反向且不变。既可从作用点O画一竖直向上的一条线段代表不变的合力，从合力F的箭头作分力AO的垂线段， 此垂线段即代表绳BO的最小拉力.还有倾斜面上用挡板夹住一小球，当挡板从竖直转向水平过程中，分析球对挡板压力的变化
新教育时代电子杂志(学生版) 2018年19期2018-12-17
- “矢量三角形”在高中物理力学中的妙用
中，受到重力G、轻绳MN的拉力FN和轻绳OM的拉力FM而处于平衡状态，这三个力的合力为零。若将FN和FM正交分解来讨论它们的变化情况，必将陷入复杂的数学运算，很难得到最终结果；若采用正弦定理和三角函数进行讨论可以求得结果，但不直观。而将重物受到的三个力进行平移，构成矢量三角形，结合本题的特点：(1)保持轻绳MN和轻绳OM的夹角α不变，那么矢量三角形中FN和FM的夹角一直为(π-α)，如图3乙所示，(2)重力G对应矢量三角形中的这条边长不变；综合(1)(2)
教学考试(高考物理) 2018年5期2018-12-07
- 例析三类竖直平面内圆周运动模型
动，即物体在一个轻绳作用下围绕中心的运动.由于轻绳是没有支撑的，只能提供拉力，所以物体在最高点的合力最小值是物体的重力.应用这一临界条件解题是此题的关键.学生需要在平时训练中注意这种临界条件的选取.图1例1 一根轻绳悬挂在如图1所示O点，绳子末端固定质量m=1.0 kg的小球.将小球拉至A点后释放，让其自由运动，假设小球到达B点自动脱离轻绳，经过平抛运动落至C点.D点为与水平垂直的直线OB和地面的交点.已知轻绳长L=1.0 m，BD之间距离H=1.0 m，
数理化解题研究 2018年31期2018-11-29
- 关于硬杆对物体弹力方向的讨论
男受力分析题中，轻绳、轻弹簧、轻质硬杆对物体的弹力方向是有所区别的.轻绳的弹力一定沿绳并指向其收缩的方向，轻弹簧的弹力一定沿着弹簧的中心轴线指向其恢复形变的方向，而轻质硬竿的弹力方向不一定在杆所在的直线上，具体剖析如下.首先，轻质硬杆的弹力方向是否与硬杆共线，取决于硬杆与物体的接触点可动与否，可动的我们不妨称其为“活”杆，不可动的我们不妨称其为“死”杆.即“活”杆弹力方向与硬杆共线，“死”杆弹力方向与硬杆异线.一、硬杆弹力方向与硬杆共线当硬杆弹力方向与硬杆
新高考·高一物理 2018年1期2018-11-23
- 心系“轻绳”与“轻杆”模型，巧解竖直平面圆周运动
车”等），称为“轻绳模型”；二是有支撑（如球与杆连接，小球在弯管内运动等），称为“轻杆模型”；通常从动力学角度与能量角度探究物体在最高点与最低点的临界状态与临界条件.它是近几年高考中的重要考点之一，也是学生在平时学习过程中遇到的难点之一.一、“轻绳”或“轨道”模型此模型主要指物体在轨道最高点时，绳或轨道对物体无向上的支撑作用，只有向下的拉力或压力.通常，会涉及“刚好”、“恰”等需要对物体在此位置进行受力分析，利用牛顿运动定律F合=F向 求解.例1 如图1所
新高考·高一物理 2018年5期2018-11-23
- 探究“绳子飞起来”实验的物理原理
词：旋转的飞轮；轻绳；椭圆形轨迹中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）6-0053-31 引 言课堂探究式教学是指在教師指导下学生运用科学探究的方法获取知识、发展能力的教学实践活动[1]。在大学物理质点运动学的学习中，学生知道了描述质点运动的四个物理量以及在直角坐标系、自然坐标系、极坐标系下物体运动的描述，但是对实际生活中的运动现象的解释却无从下手。利用探究式教学方法，可以引入科学研究的方式让学生自动探索问题，让
物理教学探讨 2018年6期2018-10-29
- 关于高中物理习题中关联加速度的一些讨论
徽 高 鑫在求解轻绳、轻杆两端关联速度时，常利用沿着轻绳、轻杆方向速度相等的关系来建立方程。在一些问题中也利用到类似的方法，如被轻绳连接的两物体的加速度大小也是相等的，也据此列方程求解。仔细回想不难发现，后者必定是两物体的合加速度就是沿着轻绳方向的，而不需要进行类似速度那样进行分解的，这些题目编写时为什么不约而同的刻意避开分解加速度的问题呢？笔者将结合物理竞赛教学，揭开其中的谜底。一、加速度沿绳、杆的分量的关系物体相关速度的特征可分为三类：1.杆或绳约束物
教学考试(高考物理) 2018年4期2018-07-20
- 细说轻绳上的那些事
河北 牛红标轻绳，是高中物理中的一个重要的理想化模型，没有弹性，不计质量及重力，两端及内部张力大小总是处处相等，产生形变量不计，因而弹力的大小不能由形变特点计算。高中有很多涉及轻绳的问题，它的作用表现出很强的适应性，好像是“要我怎样就怎样”，如果对轻绳作用力的特点不了解，就不能很好地解决相关的问题。其实，认真总结分析也不难发现，轻绳的作用主要是弹力具有瞬间变化特点，体现在以下四个方面，下面分类一一阐述，让大家对轻绳的作用特点有更清楚的认识。一、有关轻绳弹力
教学考试(高考物理) 2018年1期2018-07-20
- 一道高考物理题的典型解法
——2017年高考全国理综卷第21题
TOM，大小等于轻绳OM上的张力；沿MN方向上的拉力TMN，大小等于轻绳MN上的张力.此三力共点共面，且构成一个首尾相接的封闭矢量三角形.解法1：正弦定理解得解得其中α-θ从钝角逐渐减小为锐角，sin (α-θ)先增大后减小，故OM上的张力先增大后减小.图3 正弦定理分析图解法2:拉密定理如图4所示，由拉密定理，可得解得解得故在α-θ从钝角逐渐减小为锐角的过程中，OM上的张力先增大后减小.图4 拉密定理分析图解法3：正交分解沿x轴方向解得沿y轴方向代入得图
物理通报 2018年2期2018-01-26
- 弹力方向的正确理解与分析
——从一道选择题的剖析谈起
堂练习的选择题：轻绳的一端拴住一物体、另一端固定在竖直墙壁上，用一带手柄的重质定滑轮将轻绳支撑而处于平衡状态，如图1所示.不计一切摩擦，现保持滑轮位置不变而将手柄缓慢向下旋转一个小角度，在此过程中手柄对滑轮的作用力大小将怎样变化？(A) 增大. (B) 减小.(C)不变. (D) 条件不足,不能确定.这是一道比较基础的训练题,然而绝大多数学生练习时并不会正确分析,得不出正确的结论．2 矛盾的结果多数学生是这样分析的．图2以滑轮为研究对象.滑轮受到3个力的作
物理教师 2017年8期2017-09-08
- 关于连接体问题中的一个有趣结论的推理及其巧用
分别为m和M，由轻绳连接，在水平外力F作用下沿光滑的水平面运动，求细线的拉力大小T.解析 以两物体及轻绳组成的整体为研究对象，由牛顿第二定律得：F=（m+M）a（1）又以m为研究对象，由牛顿第二定律得：T=ma（2）由（1）解得a=Fm+M，将其代入（2）式得：T=Fm+M（3）情境二 如图2所示，现有两物块质量分别为m和M，二者由轻绳连接，在水平外力F作用下沿水平面运动，已知两物块m和M与水平面的动摩擦因数分别μ1和μ2，求细线的拉力大小T.解析 以两物
中学物理·高中 2016年11期2016-12-15
- 静摩擦力的“绳化”
个物体，中间通过轻绳连接，绳子承受的最大拉力为μmg，求两个物体不发生相对滑动时，F的最大值？可以直接写出结果为：（2）同样仿照前一问的方法，简要将朋、m的位置改变，F作用在m上，得到的结果为：例3 如图4所示，光滑的水平面上放置质量分别为m和2m的四个滑块，其中两个质量m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是μmg，现用水平拉力F拉其中一块质量为2m的木块，使四个木块一起加速运动，则轻绳对m的最大的拉力是多少？解析 如果直接分析，一眼很难
新高考·高一物理 2015年12期2016-01-25
- 论“轻质”的物理解读及使用条件
,一绕过定滑轮的轻绳两端分别穿过A和B，绳子末端与地面距离0.8 m，小球距离绳子末端6.5 m，小球A，B与轻绳的滑动摩擦力都为重力的0.5倍，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.现由静止同时释放A，B两个小球，不计绳子质量，忽略与定滑轮相关的摩擦力，g=10 m/s2,求：(1)释放A，B两个小球后，A，B各自的加速度；(2)小球B从静止释放经多长时间落到地面.图1笔者以此题的第(1)问为例展示学生的错误.由牛顿第二定律有mAg-fA=mAa1mBg-fB=
物理通报 2015年10期2016-01-12
- 竖直平面内圆周运动的临界问题分析
所示：（1）由于轻绳只能提供拉力，在最高点对小球受力分析，因此临界条件为刚好由重力提供向心力，由牛顿第二定律可得：mg=m■ ①此时小球恰好能过最高点，临界速度为v=■ ②（2）当v<■时，小球不能通过最高点。（3）当v≥■时，小球可以通过最高点。可以看出，当小球运动速度越快时，其轻绳拉力越大。2.最低点，如图2所示：由牛顿第二定律可得F■=F■-mg=m■ ③由此可见，当小球的运动速度越大时，轻绳拉力越大。二、杆模型一根长为r的轻杆，其一端与一质量为m的
考试周刊 2015年86期2015-09-10
- 速度关联问题的功率求解方法
动滑轮相连，一根轻绳绕过两滑轮后固定在C点，动滑轮下方的轻绳水平，当以速度v拉绳头时，滑块A沿水平面向右运动.问题：求当轻绳BD与水平面夹角为α时，两个模型中滑块A运动的速度分别是多少？图1图2模型1：假设绳头有力F水平向右拉，则力F某时刻的瞬时功率为Fv.绳的拉力与物体运动方向成α角，则此时刻绳拉物体的瞬时功率为FvAcosα，根据简单机械省力不省功的特点，两瞬时功率应相等，得模型2：同样假设绳头有力F水平向右拉，则力F某时刻的瞬时功率为Fv.滑块A受两
物理教师 2015年11期2015-07-25
- 轻绳模型之竖直面内圆周运动条件分析
这样一个情境：一轻绳一端拴一可视为质点的小球，轻绳长R，使小球绕轻绳的另一端在竖直面内做圆周运动.分析小球在竖直面内做圆周运动所满足的条件.通常在最高点对小球进行动力学分析得出（受力分析如图1）从上式看得出来，速度越小，绳子的拉力将越小.由于绳子只能是拉力，所以绳子的最小拉力为零.于是有解得于是进一步给出结论：小球恰好能在竖直平面内做圆周运动的条件是在最高点的速度为.然而这一结论对于初学者来说接受起来非常困难.教学过程中学生提出了一些问题促使笔者做出本文完
物理通报 2015年12期2015-07-14
- 对两个牵引模型的辨析
动滑轮相连，一根轻绳绕过两滑轮后固定在C点，动滑轮下方的轻绳水平，当以速度v拉绳头时，滑块A沿水平面向右运动.问题：求当轻绳BD与水平面夹角为α时，两个模型中滑块A运动的速度分别是多少？解析：两个模型看上去似乎差异不大，但滑块的速度却是不同的.首先从模型的结构上来分析，模型1中滑块A是与细绳直接相连的，而模型2中滑块A是通过动滑轮与细绳相连的，显然两个模型在连接的方式上是不同的.其次，模型2中由于动滑轮的存在，导致了细绳被分成了上下两部分，因此细绳收缩的距
物理教师 2015年1期2015-01-08
- 警惕3球平衡问题的陷阱
两根长度都为l的轻绳上，此两球同时又支持一个等重的匀质光滑球O3.已知3个球的半径都为r，质量都为m，整个系统平衡时，两根轻绳与竖直方向的夹角都为α，O1O3和O2O3与竖直方向的夹角都为β，试证明:(1)tanβ=3tanα；图1解法一：我们知道如果一个力所做的功与具体路径无关，这种力叫做保守力.在保守力场中，保守力所做的功等于势能的减少.保守力学体系处于平衡状态时，根据系统势函数一阶导数为零的原理，可得出系统在保守力以及约束力等作用下的平衡位置，因此本
物理通报 2014年11期2014-06-27
- 物理模型建构要突出过程设计
；高考；轻质量；轻绳；轻杆中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）2（S）-0021-41 问题的提出2011年、2012年江苏卷有两道以轻质模型为背景的考题（考题附后），试题给人的感觉并不是很难，但考生在做题时困难之大、错误之多、得分之低可能出乎教师和命题者的意料。学生对轻绳、轻杆物理模型并不陌生，在物理课本和讲义中随处可见。由于受应试教育的影响，教师在讲授有关物理模型时，往往是直接将有关结论告诉学生，很少告诉学
物理教学探讨 2014年2期2014-05-22