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专题26轻绳、轻杆、轻弹簧“绳上的‘死结’和‘活结’模型”“活动杆”与“固定杆”问题
轻杆、轻绳、轻弹簧模型1.三种模型对比
轻杆
轻绳
轻弹簧
模型图示
形变特点
只能发生微小柔软,只能发生微小形变,既可伸长,也可压缩,各
形变
各处张力大小相等
处弹力大小相等
模
方向
型
特点
不一定沿杆,可以是任意方向
特
作用效果特可以提供拉力、
点点
推力
沿弹簧轴线与形变方向相只能沿绳,指向绳收缩的方向
反
只能提供拉力
可以提供拉力、推力
大小突变特点
可以发生突变
可以发生突变
一般不能发生突变
2.弹簧与橡皮筋的弹力特点1弹簧与橡皮筋产生的弹力遵循胡克定律F=kx。2橡皮筋、弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等。3弹簧既能受拉力,也能受压力沿弹簧轴线,而橡皮筋只能受拉力作用。4弹簧和橡皮筋中的弹力均不能突变,但当将弹簧或橡皮筋剪断时,其弹力立即消失。【典例1】如图所示为位于水平面上的小车,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆的下端固定有质量为m的小球。下列关于斜杆对小球的作用力F的判断中,正确的是
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A.小车静止时,F=mgsi
θ,方向沿杆向上
B.小车静止时,F=mgcosθ,方向垂直于杆向上
C.小车向右匀速运动时,一定有F=mg,方向竖直向上
D.小车向右匀加速运动时,一定有F>mg,方向一定沿杆向上
【思路点拨】
解答本题时可按以下思路进行:
牛顿第二定律
小球的运动状态
—→
小球所受的合力
———————→
确定弹力的大小和方向
或者平衡条件
【答案】C
Fy=mg,Fx=ma,F=ma2+mg2>mg,ta
α=FFxy=ag,当a的取值合适时,α可以等于θ,但不一定相等,故D错误。【名师点睛】轻杆弹力的确定方法杆的弹力与绳的弹力不同,绳的弹力始终沿绳指向绳收缩的方向,但杆的弹力方向不一定沿杆的方向,其大小和方向的判断要根据物体的运动状态来确定,可以理解为“按需提供”,即为了维持物体的状态,由受力平衡或牛顿运动定律求解得到所需弹力的大小和方向,杆就会根据需要提供相应大小和方向的弹力。一、“活结”与“死结”绳是物体间连接的一种方式,当多个物体用绳连接的时候,其间必然有“结”的出现,根据“结”的形式不同,可以分为“活结”和“死结”两种
“活结”“活结”可理解为把绳子分成两段,且可以沿绳子移动的结点.“活结”一般是由绳跨过滑轮或者
绳上挂一光滑挂钩而形成的r