1. 轻绳:
(1) 轻绳模型的特点:
“绳”在物理学上是个绝对柔软的物体,它只产生拉力(张力),绳的拉力沿着绳的方向并指向绳的收缩方向。它不能产生支持作用。 它的质量可忽略不计,轻绳是软的,不能产生侧向力,只能产生沿着绳子方向的力。它的劲度系数非常大,以至于认为在受力时形变极微小,看作不可伸长。
(2) 轻绳模型的规律:
①轻绳各处受力相等,且拉力方向沿着绳子;
②轻绳不能伸长;
③用轻绳连接的系统通过轻绳的碰撞、撞击时,系统的机械能有损失;
石材背栓④轻绳的弹力会发生突变。
2. 轻杆:
(1) 轻杆模型的特点钌氧化铝催化剂:
轻杆的质量可忽略不计,轻杆是硬的,能产生侧向力,它的劲度系数非常大,以至于认为在受力时形变极微小,看作不可伸长或压缩。
(2)轻杆模型的规律:
①轻杆各处受力相等,其力的方向不一定沿着杆的方向;
②轻杆不能伸长或压缩;
③轻杆受到的弹力的方式有拉力或压力。
3. 轻弹簧:
(1)轻弹簧模型的特点:
轻弹簧可以被压缩或拉伸,其弹力的大小与弹簧的伸长量或缩短量有关。
(2)轻弹簧的规律:
①轻弹簧各处受力相等,其方向与弹簧形变的方向相反;
②弹力的大小为F=kx,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的伸长量或缩短量;
③弹簧的弹力不会发生突变。
脱模剂原料esp1:如图所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细绳OA鼓风式冷却塔、OB上,0B一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,OA水平拉直,物体处于平衡状态,现在将OA剪断,求剪断瞬间物体的加速度,若将绳OB换为长度为L2的弹簧,结果又如何?
(1)剪断前,两种情况小球受力一样,分别如图(1)、(2)所示,利用平衡条件,则mg与F2的合力与F1大小相等,方向相反,可以解得F1=mgtgθ。
(2)剪断后瞬间,绳OA产生的拉力F1消失,
对绳来说,其伸长量很微小,可以忽略不计,不需要形变恢复时间,因此,绳子中的张力也立即发生变化,这时F2将发生瞬时变化,mg与F2的合力将不再沿水平方向,而是由于小球下一时刻做单摆运动沿圆弧的切线方向,与绳垂直,如图(3)所示,F合=mgsinθ,所以a=gsinθ。
对弹簧来说,其伸长量大,形变恢复需要较长时间,认为弹簧的长度还没有发生变化。这时基质稳搬运机器人F2不发生变化,故mg与F2的合力仍然保持不变,与F1大小相等,方向相反,如图(4)所示,
所以F合= F1=mgstgθ, a=gstgθ。
esp2: 一根细绳,长度为L,一端系一个质量为m的小球,在竖直面内做圆周运动,求小球通过最高点时的速度至少是多少?若将绳换为一根匀质细杆,结果又如何?
分析与解答:(1)对绳来说,是个柔软的物体,它只产生拉力,不能产生支持作用,
小球在最高点时,
弹力只可能向下,如图(1)所示。
这种情况下有
即,否则不能通过最高点。
(2)对细杆来说,是坚硬的物体,它的弹力既可能向上又可能向下,速度大小v可以取任意值。
可以进一步讨论:
①当杆对小球的作用力为向下的拉力时,如图(2)所示:
F+mg=>mg 所以 v>
②当杆对小球的作用力为向上的支持力时,如图(3)所示:
mg-F=<mg 所以 v<
当N=mg时,v可以等于零。
③当弹力恰好为零时,如图(4)所示:
mg= 所以 v=
涉及绳子能发生突变的几个量:
一. 绳子的弹力可发生突变:
由于绳子的特点,它的弹力可发生突变,它与弹簧不同,弹簧的弹力不能发生突变,同学们一定要注意区别,不能混淆。
esp3: 如图1所示,一条轻弹簧OB和一根细绳OA共同拉住一个质量为m的小球,平衡时细绳OA是水平的,弹簧与竖直方向的夹角是,若突然剪断细绳实验室用实验台OA,则在刚剪断的瞬间,弹簧拉力的大小是_________,小球加速度的方向与竖直方向的夹角等于_________,若将弹簧改为一根细绳,则在OA线剪断瞬间,绳OB的弹力大小是________,小球加速度方向与竖直方向夹角等于__________。