绳与有质量的定滑轮的作用

定滑轮模型是物理中常见的模型之一,中学物理中一般不要求考虑滑轮的质量,而普通物理部分,在学生学习过刚体转动的有关知识后,可以逐步考虑滑轮质量对运动的影响.如文献[1～3]就例举到"绳跨过有质量的定滑轮"问题.但在计及定滑轮的质量时,上述文献认为,滑轮两侧的绳张力大小不同,差值提供滑轮转动的力矩.笔者认为下此结论似乎过于匆忙,张力应是物体内部各部分由于形变而产生的内力,绳与滑轮是两个物体,它们间并不能形成张力,两者之间只有因挤压形变产生的在滑轮法向的弹力和沿切向的静摩擦力.显然,法向的弹力通过滑轮的转动点,是不能够产生力矩的,那么,只有静摩擦力才是滑轮的力矩的真正产生者.     

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.     

纯滚动中有关问题的探讨

在水平面上放置一半径为R，质量为m的匀质圆盘，其绕中心轴的转动惯量，Ic=mR^2/2，圆盘与水平面间的摩擦因系为μ，受一水平力F的作用，圆盘在水平面上做纯滚动，求解物体所受的摩擦力：     

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.     

绳上任一点的速度与加速度

如图1所示，一辆汽车通过一根绳SE跨过定滑轮0提升一重物．绳的S端拴在车后的挂钩上，E端拴在重物上．设绳的总长不变，绳的质量、定滑轮的质量和尺寸、滑轮上的摩擦力都忽略不计．开始时，车在A处，滑轮左右两侧绳都已绷紧并且是竖直的．     

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…     

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。     

考虑绳及圆盘质量时对Atwood机运动的影响

求解Atwood机动力学问题,教材中通常把绳子及滑轮当做理想模型(不考虑它们的质量).本文利用动力学的方法,考虑了Atwood机中滑轮、绳的质量,对其实际情况下的运动进行了求解,分析了两者质量及重物的初位移对系统运动的影响,指出了与理想模型之间的差异.     

一个绳杆复合摆问题的简单研究

把单摆中的质点换成匀质刚体杆,即构成了一个绳杆复合摆。文章从全国中学生物理奥林匹克竞赛中的一道题目出发,研究了绳杆复合摆问题,简要阐述了从牛顿定律、守恒定律、拉格朗日力学、哈密顿力学等不同途径解决该问题的多种方法,重点是对绳和杆近似共线情况的分析,并用Mathematica做了数值模拟。当绳和杆满足初始角速度相同、偏转角幅度较小、杆长小于绳长3个条件时,绳和杆近似共线,可以用很简单的实验定性验证。通过数值模拟发现,满足这3个条件时,绳和杆的偏转角、角速度近似相等,并且假设绳杆严格共线在短时间内是一个非常好的近似。但随着时间积累,几十个摆动周期后,与假设严格共线的近似结果会出现较大偏差,尤其对于杆相对于绳较长的情况。     

求极值问题的几种方法

利用中专物理知识 ,解决某些实际问题 ,常常遇到极值问题 .下面谈谈中专物理中极值问题的几种方法 .1　利用方程式和物理性质求极值如图 1所示 ,长为 L的杆竖立在水平地面上 ,杆与地面最大静摩擦因数为μ0 =0 .3,杆上端被固定在地面上的钢绳拉住 ,绳与杆角θ为 30°,今以水平力     

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。     

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及mB,用一通过滑轮的绳连接(滑轮和绳的质量均极小,可略去不计),此两物体可沿一固定三校柱面滑动,物体与柱面间的摩擦系数为μ,设角α及β均为已知(如图),物体的初速度为零,求重物的平衡条件。”答案一般为 笔者认为,此答案只在一定条件下方能成立,而且未把所有平衡条件尽数列入。现讨论于后。 我们知道,当物体做加速运动时,如果没有摩擦,坐标系正方向可以任意假设,求得之加速度如为负值,则表示该加速度与假设的坐标系正方向相反而数值相等,存在摩擦力时,如所得加速度为负值,就…     

滑轮的杠杆原理演示器

在现行初中物理教材的滑轮教学中,利用滑轮的等效杠杆原理来论证实验事实是一段很好的教材,加深了学生对知识的联系和理解。为使教和学得以紧密的同步进行,我们在教学中研制了滑轮的杠杆原理演示器,现介绍给大家。     

对滑轮悬挂物体问题利用角动量定理和刚体定轴转动定律的分析

角动量定理与刚体定轴转动定律的运用是学生学习“大学物理”课程时的重难点.虽然角动量定理与刚体定轴转动定律都可以处理物体转动问题,但是在具体分析时所体现的物理机制是不同的.以滑轮悬挂物体这一类问题为例,针对如何应用角动量定理或刚体定轴转动定律进行了详细的分析.通过分析发现,滑轮悬挂物体这一类问题具有一定的特殊性,利用这种特殊性能够简化解题过程.但是在教学过程中必须强调这种特殊性的起因,以帮助学生正确理解相关物理概念.     

二维几何的引力场及若干形式相似性问题

对于球对称的质量分布,牛顿证明了球壳定理.对二维几何的分布质量则不存在对应的规律.对圆环、圆盘的情形作了简练的解析计算,并精细作图将圆盘的径向场与圆球作比较.讨论了二维几何下引力场、静电场和磁场的形式相似性以及它们的物理或数学相似来源.     

"滑轮是杠杆变形"的难点突破

在初中物理“滑轮”一节的教学中，学生最难理解的问题就是：滑轮是杠杆的变形．通常学生认为杠杆大都是线条形的，可是滑轮是圆形的，这就是他们理解困难的缘故．     

全国部分地区非物理类专业大学生物理竞赛题解第十四届非物理类专业大学生物理竞赛试题及解答

全国部分地区非物理类专业大学生物理竞赛题解第十四届非物理类专业大学生物理竞赛试题及解答一、填空题（共５８分）１．（６分）如图所示，质量为Ｍ，长度为Ｌ的刚性匀质细杆，能绕着过其端点ｏ的水平轴无摩擦地在竖直平面上摆动．今让此杆从水平静止状态自由地摆下，当...     

弹簧的弹力会发生突变吗?

在中学物理的力学问题中,经常会出现有关轻杆、轻绳与轻弹簧的弹力的问题,很多教学辅导书籍及物理教学杂志的作者往往将其总结为:轻杆与轻绳的弹力可突变,而轻弹簧的弹力只能渐变不能突变.与此相关的高考试题也常出现,轻弹簧的弹力果真不能发生突变吗?笔者认为这种观点过于表面化,是片面的.     

均匀杆在什么位置离开竖直墙面

先以杆的质心C为研究对象并结合机械能守恒定律求出杆转动的角速度与夹角θ的关系,接着用牛顿第二定律分析了匀质杆脱离墙面的条件,最后求得匀质杆脱离墙面的角度.通过研究发现,这个角与杆的长度无关,理论上有4个解,其中有两个虚数解,一个解为零,还有一个实数解;当两个小球质量相同时脱离角度为arccos（（2/3）cosθ₀）.     

刚体转动惯量测定的设计与实验

目前一些院校物理实验中对刚体转动惯量的测量误差较大，其主要原因之一是停表计时的起、止时间和重物下落的起、止时间不同步造成的．为此我们设计了一种新的测量方法，在教学中收到良好效果．一、实验装置测定匀质盘A的转动惯量的装置如图互所示．盘A可绕过中心的水平转轴转动，在盘边缘上缠上轻质细绳，绳的一端固定在盘边缘，另一端系一质量为m的重物．此重物能被线圈磁铁吸住．磁铁距重物正下方平台上的开关K3的距离为h．先将电秒表C读数复位，在双刀双图1掷开关快速由左合向右的同时，电秒表C启动，重物开始下落．使盘A作匀加速转…