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1、您的人生将在这里得到升华,欢迎您进入圣泉物理微课堂,第一讲 轻杆、轻绳、轻弹簧模型,课件制作： 罗明良,物 理 微 课 堂,轻杆、轻绳、轻弹簧都是忽略质量的理想模型，与这三个模型相关的问题在高中物理中有相当重要的地位，且涉及的情景综合性较强，物理过程复杂，能很好地考查学生的综合分析能力，是高考的热点。,一、考点透视,二、知识点梳理,1轻绳模型 (1)活结模型：跨过滑轮、光滑杆、光滑钉子的细绳为同一根细绳，其两端张力大小相等 (2)死结模型：如几个绳端有“结点”，即几段绳子系在一起，谓之“死结”，那么这 几段绳子的张力不一定相等,2轻杆模型 (1)“死杆”模型：即轻质固定杆，它的弹力方向不一定沿
2、杆的方向，作用力的方向需要结合平衡方程或牛顿第二定律求得 (2)“活杆”模型：即一端有铰链 相连的杆属于活动杆，轻质活动 杆中的弹力方向一定沿杆的方向,三、题型突破,典例1 如图所示，水平轻杆的一端固定在墙上，轻绳与竖直方向的夹角为37，小球的重力为12 N，轻绳的拉力为10 N，水平轻弹簧的拉力为9 N，求轻杆对小球的作用力。,点评： 由于轻杆作用力的方向具有多向性的特点，先确定其余力的合力，然后再根据平衡条件判定轻杆作用力的大小和方向。,典例2轻杆长为L，一端用光滑轴固定，另一端系一个可视为质点，质量为的小球，把小球拉至图示的位置，无初速度地自由释放到最低处的过程中，小球做什么运动？到最低
3、处时速度多大？弹力多少？若其它条件不变，把轻杆换为细绳，则释放后小球做什么运动？到最低处时速度多大？弹力为多少？,解析：杆与球相连，做非匀速圆周运动，其轨迹为圆的一部分，只有重力做功，由机械能守恒，选取最低处为零势能面，则： 由牛顿第二定律得 解得：,典例2轻杆长为L，一端用光滑轴固定，另一端系一个可视为质点，质量为的小球，把小球拉至图示的位置，无初速度地自由释放到最低处的过程中，小球做什么运动？到最低处时速度多大？弹力多少？若其它条件不变，把轻杆换为细绳，则释放后小球做什么运动？到最低处时速度多大？弹力为多少？,解析： 绳连接时，球由A到C做自由落体运动，A、C关于水平线对称，设C处的速度为
4、Vc，且方向竖直向下，选取B点为零能面则有 在C处Vc按图示的方向分解，在绳突然拉紧的瞬间，将径向的动能损耗掉，由C到B的过程中机械能守恒，选取B点为零能面， 由速度的分解得 由牛顿第二定律得 解得,点评： 轻杆与球相连时，只有重力势能向动能的转化；无能量损耗。轻绳与球相连时，在绳突然拉紧的瞬间，沿径向的动能将耗散掉，转化为其他形式的能。,典例3 甲所示，轻绳AD跨过固定的水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为M1的物体，ACB30；图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向也成30，轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物体，求： (1)轻绳AC段的张
5、力FTAC与 细绳EG的张力FTEG之比； (2)轻杆BC对C端的支持力； (3)轻杆HG对G端的支持力。,解析 题图甲和乙中的两个物体M1、M2都处于平衡状态，根据平衡的条件，首先判断与物体相连的细绳，其拉力大小等于物体的重力；分别取C点和G点为研究对象，进行受力分析如图甲和乙所示，根据平衡规律可求解。,点评： 解答本题的关键是抓住：活结中轻绳上各点的拉力大小相等，死结中几段绳子的张力不一定相等。固定轻杆（死杆）作用力的方向不一定沿杆。当轻杆以铰链形式连接时（活杆），要使轻杆处于平衡状态，则两段轻绳的作用力的合力必须沿轻杆轴线方向。,(1)对于弹力方向的确定，一定要分清情景类型及相关结论和规律尤其要注意结合物体运动状态分析。 (2)轻杆对物体的弹力不一定沿杆，其具体方向与物体所处的状态有关，一般应结合物体平衡或牛顿第三定律分析。 (3)分析此类问题的关键是区别各模型的特点，分析发生的物理过程，依据不同的物理场景，把握其运动状态，分析其临界状态下的条件或突变问题中的“拐点”，弄清变化和不变的物理量，只有如此才能更好的解决此类问题。,四、建模启示,谢谢您的观看！,
