高考物理大一轮复习 2.9物理建模 轻杆、轻绳、轻弹簧模型课件 沪科版.ppt

物理建模 轻杆 轻绳 轻弹簧模型 1 模型特点 2 典例剖析 3 规律方法 4 跟踪训练 5 真题演练 第二章相互作用 一 模型特点 1 模型特点 一 考点精讲 轻杆 轻绳 轻弹簧都是忽略质量的常见理想化物理模型 相关的问题在高中物理中有相当重要的地位 且涉及的情景综合性较强 物理过程复杂 能很好地考查综合分析能力 是高考的常考问题 1 内容 弹簧发生弹性形变时 弹力的大小f跟弹簧伸长 或缩短 的长度x成正比 2 表达式 f kx k是弹簧的劲度系数 单位为n m k的大小由弹簧自身性质决定 x是弹簧长度的变化量 不是弹簧形变以后的长度 弹簧模型 二 典例剖析 2 典例剖析 典例1 如图示 一重为10n的球固定在支杆ab的上端 今用一段绳子水平拉球 使杆发生弯曲 已知绳的拉力为7 5n 则ab杆对球的作用力a 大小为7 5nb 大小为10nc 方向与水平方向成530角斜向右下方d 方向与水平方向成530角斜向左上方 mg f拉 f 审题视角 小球最后静止时受几个力 小球所受各力遵从什么规律呢 自己尝试解答哟 解析 本题考查力与物体的平衡 对小球进行受力分析可得 ab杆对球的作用力与绳的拉力的合力与小球重力等值反向 令ab杆对小球的作用力与水平方向夹角为 可得 tan g f拉 4 3 530 故d项正确 答案d 解析显隐 转解析 1 解题规律可考虑使用牛顿第二定律 2 解题方法可用整体法及隔离法 3 因系统在水平面上与在斜面上运动规律相同 解题步骤可进行简化处理 转原题 b 三 规律方法 3 规律方法 1 杆的弹力方向与绳的不同 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 2 杆与绳的弹力的大小和方向 可根据受力平衡或牛顿运动定律求解得到 易错辨析 共同点 1 弹力遵循胡克定律f kx x是指形变量 2 轻 指其重力不计 故同一弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等 3 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 不同点 弹簧既能受拉力 也能受压力 沿弹簧轴线 特别要注意这一点 橡皮筋只能受拉力作用 易错辨析 四 跟踪训练 4 跟踪训练 跟踪训练 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 在斜杆的下端固定有质量为m的小球 下列关于杆对球的作用力f的判断中 正确的是 a 小车静止时 f mgsin 方向沿杆向上b 小车静止时 f mgcos 方向垂直于杆向上c 小车向右做匀速运动时 一定有f mg 方向竖直向上d 小车向右做匀加速运动时 一定有f mg 方向可能沿杆向上 1 杆发生微小弹性形变 2 杆上的弹力方向具有多种可能性 3 必需借助相关物体的运动状态来判断 转解析 转原题 解析 1 小球受重力和杆的作用力f处于静止或匀速运动状态时 由力的平衡条件知 二力必等大反向 有f mg 方向竖直向上 2 小车向右做匀加速运动时 小球有向右的恒定加速度 根据牛顿第二定律知 mg和f的合力应水平向右 如图所示 由图可知 f mg 方向可能沿杆向上 答案cd 跟踪训练 小车上固定一根弹性直杆a 杆顶固定一个小球b 如图所示 让小车从光滑斜面上自由下滑 在下图的情况中杆发生了不同的形变 其中正确的是 解析小车在光滑斜面上自由下滑 则加速度a gsin 为斜面的倾角 由牛顿第二定律可知小球所受重力和杆的弹力的合力沿斜面向下 且小球的加速度等于gsin 则杆的弹力方向垂直于斜面向上 杆不会发生弯曲 c正确 答案c