绳、杆、弹簧模有关问题的归类 物理 初中 力学模型.docx

PAGE PAGE 5 高中物理受力分析 一、物体受力分析方法： 把指定的研究对象在特定的物理情景中所受到的所有外力找出来，并画出受力图，就是受力分析。对物体进行正确地受力分析，是解决好力学问题的关键。 1、受力分析的顺序：先找重力，再找接触力（弹力、摩擦力），最后分析其它力。 2、受力分析的几个步骤． ①灵活选择研究对象 ②对研究对象周围环境进行分析： ③审查研究对象的运动状态： ④根据上述分析，画出研究对象的受力分析图； 3、受力分析的三个判断依据： ①从力的概念判断，寻找施力物体； ②从力的性质判断，寻找产生原因； ③从力的效果判断，寻找是否产生形变或改变运动状态。 二、隔离法与整体法 1、整体法：以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解的方法。在许多问题中用整体法比较方便，但整体法不能求解系统的内力。 2、隔离法：把系统分成若干部分并隔离开来，分别以每一部分为研究对象进行受力分析，分别列出方程，再联立求解的方法。 3、通常在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法。有时在解答一个问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用。 三、例题与练习： 例1、分析物体A的受力 α（绳竖直、光滑） α （绳竖直、光滑） A A A静止 B B A F A、B都静止 A A B A、B都静止 A A α F v （A向下运动，斜面不光滑） AB A B F F B A 分析A、B所受地面的摩擦力 静止不动 例2、B B A C F F Ａ、B、C都静止 分析C所受力 c c b a m1 m2 a、b、c都静止 分析a所受力 α（光滑小球） α （光滑小球） A A α （A静止） 例3、如图所示，水平传送带上的物体。 （1）随传送带匀速运动 （2）传送带由静止起动 如图，倾斜传送带上的物体 （1）向上匀速运输 （2）向下匀速运输 例4、如图所示，各图中，物体总重力为G，请分析砖与墙及砖与砖的各接触面间是否有摩擦力存在？如有大小是多少？ 例5、分析A、B的受力 AB A B C （A、B一起匀速向右运动） A B （A静止） α 绳、杆、弹簧模型有关问题的归类分析 一、三种模型弹力产生的特点： 细绳只能发生拉伸形变，即只能提供因收缩而沿轴向里的弹力，但弹力的产生依赖于细绳受到的外力和自身的运动状态。由一种状态突变到另一种状态时，受力和运动状态将发生突变，将此点称为“拐点”；弹簧能发生拉伸和压缩形变，能提供向里和向外的弹力，弹力的产生是由于外力作用下而引起形变产生的，形变不发生变化，弹力不变。弹簧的形变一般不能发生突变，故弹簧的弹力一般也不能发生突变；轻杆：拉伸、压缩、剪切形变、弯曲、扭转形变均能发生，既能产生沿轴向方向上的弹力，又能产生沿截面方向上的弹力，取决于外力作用的情况。中学阶段，讨论以上模型的形变均不计由其自身的重力而引起的形变。 分析与三种模型有关的问题时一定要结合它们各自产生的弹力的特点，具体问题具体分析。下面将对常见的问题进行归类分析。 二、常见问题归类解析 （一）：平衡态发生瞬时突变时的问题 1：弹簧与细绳模型 例1：如图1所示，一条轻弹簧和一根细绳共同拉住一个质量为的小球，平衡时细线是水平的，弹簧与竖直方向的夹角是，若突然剪断细线瞬间，弹簧拉力大小是多少？将弹簧改为细绳，剪断的瞬间上张力如何变化？ ２：细绳和杆的平衡类问题： 例2：如图3所示：一块长木板长为，，距端处有一个固定的轴，　 （1）：若另一端用轻绳拉住，使木板呈水平状态，绳和木板的夹角，轻绳能承受的最大拉力，如果一个重为的人在该木板上行走，求活动范围为多少？ （2）：若其它条件都不变，端用轻杆拉住，且轻杆承受的最大拉力也为，求人的活动范围是多少？ （二）杆模型在非平衡态中的应用 O例3：如图示,一轻杆一端固定一小球,绕光滑固定轴O O A.沿着杆指向O B、沿着杆背离O C、在图中阴影区域内斜向上的某个方向 D、以上皆不对 (三)绳、杆模型在曲线运动中的应用 １、绳模型在匀速圆周运动中的应用： 根据实际物理场景，分为约束与非约束两类问题： 思路：根据运动状态确定受力情况； 技巧：首先三个确定（确定轨道平面、圆心、圆周半径），其次分析向心力的来源； 解决问题的关键：确定临界状态，分析临界条件，以此作为分界点加以讨论，并研究已知状态所处的运动范围，从而分析受力情况。 典型的就是如例4中的圆锥摆问题， 例4、如图示长为的绳子，下端连接质量为的小球，上端悬于天花板上，当把绳子拉直时，绳子与轴向的夹角成