轻绳、轻杆、轻弹簧作用下的圆周运动

 轻绳、轻杆、轻弹簧的“轻”就是质量可忽略,重力不计。三者中各处的受力相同,均为理想物理模型。三种模型又有诸多不同--通常认为轻绳不可伸长但可松弛,轻杆长度保持不变,二者对物体的弹力都能发生突变。轻弹簧在弹性限度内,其长度随受力的变化而变化,但对物体的作用力不能发生突变。下面通过例题分类说明轻绳、轻杆、轻弹簧作用下的圆周运动。     

轻绳连接体的速度和加速度

多个物体通过轻绳,绕过多个静滑轮连接起来。含时形式绳子总长度对时间求导一次和二次,得到了这些物体速度和加速度的关系式。各个物体速度沿相对最近滑轮方向分量之和为绳子总长伸缩的速度。各个物体相对最近滑轮的径向加速度和向心加速度之总和为绳子总长伸缩的加速度。作为一个简单应用,对物理竞赛的3个例子,转动杆连线模型,两物体一滑轮模型,以及绳拉物体模型,作了推广。     

绳连体加速度关系的讨论

绳(或杆)连体在力学中是一个十分常见的物理模型,解决这种问题的关键是搞清用绳(或杆)相连的两个物体的运动关系.中学物理中常讨论两物体的速度关系,对此总结了许多方法.一种简单且中学生容易接受的方法是,由于绳或杆不可伸缩,两物体沿绳(或杆)方向的速度分量相等,从而找到两物体的速度关系.     

对机械能守恒定律应用例析

机械能守恒定律是力学中的一条重要定律,解决某些力学问题,从能量的观点来分析,应用机械能守恒定律求解,往往比较方便.对于单个物体的运动问题,分析物体机械能是否守恒还是比较简单的,这里不作举例分析.现就两个或两个以上物体组成的物体系的运     

绳端速度问题

一根不可伸长的轻绳两端连着A、B两个做不同运动的物体.由于绳子不可伸长,也不可收缩,始终保持紧绷状态下的原长,那么A沿绳子伸长方向的速度应该等于B沿绳子缩短方向的速度.这就是绳端速度问题,也是A、B物体运动速度的联系.本来,关于绳端速度的问题,是属于普通物理力学范围的问题,但是,多年来由于该问题的解决不用高等数学,所以被中学物理广泛采用,而且是中学物理中的一个难点.我们用沿绳方向速度相等的方法解决这类题目,简便、实用、易懂、教学效果好.下面我们通过例子来说明这个问题.     

探析斜绳加速度问题的解法

有关细绳跨过定滑轮牵连两个物体的运动问题,如果其中一个物体沿水平方向运动,另一个物体沿竖直方向运动.由于那段倾斜绳的一个分运动是绕定滑轮转动,将对牵连物体产生向心加速度;因此求解平行于斜绳方向的纵向加速度不仅要考虑因速     

分析轻质物体加速度 助推解题思路生成

在物理学中,为了研究问题方便,往往把一些用来约束、连接运动物体的轻杆、轻绳、轻绸带、轻质弹簧等实际物体的质量忽略不计,即看作理想化物理模型——轻质物体.由于轻质物体的质量相对于运动物体要小得多,由牛顿第二定律F=ma可知,其动力学效应也就很小,即轻质物体在任何情景下所受的合力都为零.很多学生在解题过程中没有领会轻质物体的本质,认为加速度也为零,从而导致解     

一道易错题的分析

【题目】在光滑水平面上，有一辆质量为m1=20k的小车，通过一根几乎不可伸长的轻绳与另一节质量为m2=25kg的拖车相连接，一质量为m3=15蚝的物体放在拖车的平板上，物体与平板间的动摩擦因数为μ=0．2．开始时拖车静止，绳未张紧，如图1所示．小车以v00=3m／s的速度向前运动，当m1、m2、m3以相同速度前进时，物体在拖车平板上移动的距离为多少？     

用“机械能守恒定律”巧解题

例 1　一个质量为ｍ的物体自距地面高为ｈ的塔顶上自由落下 ,问该物体落到地面的速度是多大 ?(不考虑空气阻力 )解析　假定地球的质量为Ｍ ,不考虑地球的公转和自转 ,因为物体是在地球表面附近运动 ,可以认为物体与地球间的万有引力即为ｍｇ .选定地球水平表面为参考平面 ,则从过程的初始状态到末状态在万有引力作用下地球和物体的位置分别移动了ｈ1和ｈ2 ,如右图 1所示 ,由动能定理可以得到12 ｍｖ2 ｍ=ｍｇｈ2 ,　12 ＭＶ2 Ｍ=ｍｇｈ1,两式相加得12 ｍｖ2 ｍ 12 ＭＶ2 Ｍ=ｍｇｈ1 ｍｇｈ2 =ｍｇｈ　①从①式可以看出 :如果把物体ｍ和地球…     

如何求物体运动的最大速度

物体如果在一个(或几个)恒力和一个变力共同作用下运动时，在什么条件下物体将具有最大速度?最大速度将怎样计算?解此类题时要对运动物体进行正确的受力分析，在掌握变力的变化规律的基础上，了解物体在整个运动过程中各时刻所受合力、加速度、速度的变化规律．下面结合几个例题进行具体分析，来探讨解题规律．     

一种关联速度求解方法

相互关联的物体或直接接触、相互挤压,或借助其它媒介（如轻绳、细杆）等发生相互作用．在运动过程中常常具有不同的速度表现,这里不妨将其视为关联速度．求解诸如此类的关联速度问题,大多采用运动的合成与分解的方法．然而,相关物体在运动过程中,其合速度和分速度的关系有时并不十分明显．在这种情况下,相关速度的求解,就显得困难重重．笔者在多年的教学实践中总结出一种新的求解方法,其指导思想为：运用力做功的即时功率求解相关速度．下面分三个方面加以说明．１　轻绳作媒介的相关物体速度求解·图１ｖθ船例１,如图１所示,岸…     

从一道力学综合题谈物理情景的建构

系统如图1所示，滑轮与绳的质量忽略，绳不可伸长．设系统所有的部位都没有摩擦，物体B借助导轨（图中未画出来）被限定在沿物体C的右侧面运动，试求物体C的运动加速度。     

一个力学问题的理论分析及结论

本文采用动力学方法分析了悬挂物体的上下两根绳的受力情况,给出了不同情况下两绳中张力之差随时间变化的关系,指出慢拉时上绳受力一定大于下绳,但快拉时下绳受力并不一定大于上绳,澄清了对"哪根绳先断"问题的模糊认识.     

滑轮的作用

1　习题引入习题: 一绳跨过一定滑轮, 两端分别拴质量为m和M的物体, 若不计绳及滑轮质量,不计轴承处摩擦, 绳不可伸长, 如图所示, M静止在桌面上 (M>m). 抬高m, 使绳处于松弛状态. 当m自由落下h距离后, 绳才被拉紧, 求此时两物体的速度v及M所能上升的最大高度H.解: 分三个过程(1) m自由下落, 机械能守恒:mgh=mv2 /2(2) m、M通过绳相互作用. 绳中张力T比物体所受重力大得多, 重力可以忽略. 根据动量定理, 对m有 -∫Δt0 Tdt=mv′-mv, 对M有-∫Δt0 Tdt=-Mv′-0, 得 (M+m) v′=mv.(3) m下降、M上升. m、M、绳子、滑轮组成的系统机械能守…     

对"最快提升重物问题"的质疑

【题目】电动机通过一绳吊起一质量m=8kg的物体，绳的拉力不能超过Tm=120N，电动机的功率不能超过Pm=1200W．要将此物体由静止开始用最快的方式吊高h=90m，已知此物体在被提升到90m以前已经开始以最大速度匀速上升，求此过程所经历的时间．     

相对论质量和能量--"从低速到高速"之三

1 牛顿力学的质量和能量。牛顿本人没有给出质量的明确定义．一般就说是物质的多少．重要的是在牛顿力学中，认为一个物体的质量是恒定的，与物体的运动无关．在相互作用中不会消失，因而有质量守恒定律．     

对一个力学平衡问题的讨论

力学中常见有下面一类的平衡问题:"重物A与B的质量分别为mA和mB,用一通过滑轮的绳连接(滑轮和绳的质量可忽略不计),此两物体通过滑轮可沿一固定三棱柱面滑动,物体与柱面间摩擦因数为μ.     

关于验证机械能守恒定律中纸带的问题

验证机械能守恒定律的实验原理是物体自由下落时，如果不计空气阻力，这时物体的机械能守恒，也就是重力势能的减少等于动能的增加．     

中专物理1—4章复习指导

1 力 1.1 弹力 除弹簧的弹力外,经常遇到的弹力是支持面对物体的支持力和绳对物体的拉力。前者方向总是垂直于支持面,并由支持面指向被支持的物体;后者方向总是沿着绳,并指向绳收缩的方向。一般说来,它们的大小并不能事先确定,须根据题设条件经分析或计算后才能得     

如何解决"绳"和"弹簧"的突变类问题

在中学物理中"绳"和"弹簧"都是一种理想化的物理模型.以轻质"绳"和轻"弹簧"为载体,设置复杂的物理情境,考查力的概念、物体的平衡、牛顿定律的应用及能的转化与守恒,是历年来高考命题的重点,几乎每年高考试题均有所见.因此在高考复习中也引起了教师和学生的足够重视.大多数学生对此类问题涉及的知识要点不能深化理解,思维不够灵活而导致容易出错.而一些缺少