末端悬挂重物转动绳子的研究

给出悬挂重物的绳子在稳定转动状态下的线元方程,通过数值计算,得出绳子能弯曲稳定转动的角速度特征值.并讨论了这个特定值和悬挂重物质量的关系,还将实验图形和理论图形做了对比.     

注意绳系连接体的速度关系

求解用绳子连接物体的速度关系问题,是中学物理教学的一个难点.实际上在中学物理中的绳子一般都不计质量和形变,因此当绳子拉紧时,绳子上各点沿绳子方向的速度大小必然是相等的.在问题     

答关于测力计的几个问题

把一条绳子的两端拉紧时,绳子上每相邻两部分间都有着一对作用力和反作用力,称为绳子的张力。如果绳子是不能伸长的而且绳子的质量可以忽略不计,那么对绳子的每个部分由牛顿第二定律得到: T-T=ma=0 (∵m=0),即得 T=T.如图1所示: 如果把绳子剪开将测力计系在绳子中间,则测力计的读数便可以看成是张力T的量值。下面再结合一些读者来问,具体地说明有关问题。 1.用圆环把测力计系于墙上的钉子上,而在测力计另一端的钩子系一条绳子,当男孩A拉绳时,测力计指示的读数是42千克重。它的意义是什么? 如我们以F代表男孩A作用到绳子上的力,且我们已经知道测力计的读数可以看成是绳的张力T的量值;由于此时绳子不能伸长,且F和T处于平衡状态,则很容易得到:     

对一道圆周问题的拓展

对圆盘上由绳子连接的物体进行了研究,分析了两物体的静摩擦力、绳子上的拉力随角速度的增加如何变化,得出了各种情况的临界条件.     

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.     

一个说明动量矩守恒定律的错误实验

在说明动量矩守恒定律时,一些教科书上往往采用了这样一个实验: 将一物体系在绳子上,绳子固结在直杆的一端,使物体绕杆而转动(图1)。当绳子在杆上缠绕时,物体渐渐靠拢直杆,因此它对直杆的转动惯量逐渐减小,而它的角速度则逐渐增大,对转轴的动量矩保持不变……。     

从简化模型中悟出质点动力学的真谛

从2016年诺贝尔物理奖及费曼物理教育思想受到启发,本文讨论了目前大学物理教学所欠缺的方面:溯本求源和结果推广.以阿特武德机、抛体轨迹、斜面上的非惯性系、桌面上的绳子为例,从简单模型悟出质点动力学的几个要点:对约束方程求导获得变量之间关系;弹道曲线的理想化和无量纲化;非惯性中的等效重力;逆向思维判断系统运动趋势等.     

对一道与绳长有关的静力学题的探讨

高一学生刚学完静力学内容后,会遇到一类典型的题型——三力平衡问题,其中涉及绳子拉力的问题也比较常见．一些同学在解答这样的问题时,往往会得出与实际情况不相符的结论,有时甚至使解答过程无法进行下去．究其原因,是他们在分析受力时,通常会将绳子的长度默认为表示绳子拉力的大小的线段长（即将力的末端箭头画在了悬点）,因而造成错解．应该注意不可将二者混淆．     

拔河比赛的物理模型

拔河比赛是一种体育运动,也是一种常见的物理现象.教学实践发现,由于对拔河比赛的物理模型不明确引起的困惑非常普遍,最常见的疑问有:为什么没提及拔河中的重要器材--绳子?"甲对乙的拉力"是甲对绳子的拉力呢,还是绳子对乙的拉力呢?如何理解"甲对乙的拉力和乙对甲的拉力是一对作用力和反作用力"?"甲获胜是甲的摩擦力大于乙的摩擦力"?现就拔河比赛的物理模型讨论于下.     

滑轮运动问题的深入探讨

阿特伍德机中在滑轮与绳都有质量的情况下,直接应用动量定理方法推导出阿特伍德机绳子两侧张力和重物加速度的理论表达式,并讨论了不同绳重下加速度a(t)随时间变化规律以及速度v与运动距离h的关系.