竖直圆周运动中轻杆对第k个小球的做功

<正>一、问题的提出轻杆,在物理学上是指质量可忽略不计的物体^[1]。轻杆的劲度系数非常大,受力时可忽略其形变量,即不考虑其伸长量或压缩量^[2]。轻杆受力时可向各个方向产生微小弹性形变,这表明轻杆受力方向不一定沿杆的方向。然而,在分析轻杆模型中的圆周运动问题时,往往会认为轻杆对小球的作用力方向沿着轻杆的方向,也与小球的运动速度方向相互垂直,从而判断轻杆对小球没有做功。但实际分析的结果并非如此。因此,对于轻杆模型的深入研究是有必要的。     

摭谈“碰撞类”模型问题的思维认知

<正>一“滑块—摆球”碰撞模型该模型是光滑的水平杆上一滑块或滑环通过一根不可伸缩的轻绳悬挂着一个物块,模型特点如下:1.滑块和小球组成的系统总动量不守恒,但水平方向不受外力,系统水平方向动量守恒.2.系统的能量守恒.3.临界条件:(1)小球与滑块共速时,小球运动到最高点(2)小球摆回最低点时,滑块获得最大速度,此过程类似弹性碰撞,可直接利用结论:     

巧作辅助线,速解物理题

例1如图1所示,一质量为m的小球套在光滑竖直杆上,轻质弹簧一端固定于O点,另一端与该小球相连．现将小球从A点由静止释放,小球沿竖直杆运动到B点,已知OA长度小于OB长度,弹簧处于OA、OB两位置时弹力大小相等．在小球由A到B的过程中（ ）     

从一道习题谈力电综合习题的教学

例题 如图1所示将一质量为m电荷量为＋q的小球固定在绝缘杆的一端，杆的另一端可绕通过O点的固定轴转动，杆长为L，杆的质量忽略不计，杆和小球置于场强为E的匀强电场中，电场的方向如图（1）所示，将杆拉至水平位置OA，并在此处将小球自由释放，求杆运动到竖直位置OB时小球的动能？     

小球与均质定轴杆的非完全弹性碰撞

讨论了小球与定轴转动细杆碰撞过程中所遵从的物理规律,给出了非完全弹性碰撞的一般公式,分析了碰撞位置和恢复系数对小球和细杆的运动状态的影响,计算了系统的动能损失率,并讨论了其随撞击位置和恢复系数的变化关系。     

正确运用"子弹打滑块"模型解题

在物理学研究中,建立物理模型是一种基本的,重要的方法.我们在解答某类物理习题的过程中,对习题所描述的纷纭繁杂的物理现象进行分析、归纳,抽象出其本质特征的过程也可看作是一个建立模型的过程,如在解答碰撞类习题时,我们建立了"子弹打滑块模型","人,船模型";解答竖直面上圆周运动类问题时,我们建立了"轻绳-端系-小球在竖直面上作圆周运动模型"(简称"绳,球模型"),"轻杆-端连-小球在竖直面上作圆周运动模型"(简称"杆,球模型")等等.     

叠加消项,化变为恒(高二、高三)

例1 如图1所示,同一竖直平面内固定着两根水平绝缘细杆AB、CD,长均为L,两杆的竖直距离为h,两杆在B、D两端与光滑绝缘的半圆形细杆相切,O为AD、BC连线的交点.在O点固定一电量为Q的正电荷,质量为m的小球P带正电,电量为q,穿在细杆上,从A以一定的初速度出发,沿杆滑动,最后可到达C点.已知小球与两水平杆之间的动摩擦因数为μ,小球所受的库仑力始终小于重力.求: (1)P在水平细杆上滑动时所受摩擦力的极大     

小球与轴线位置可变定轴杆垂直碰撞

文章讨论了小球与轴线可以变化的定轴均质细杆在杆上任一点垂直碰撞的问题,并对有关碰撞的结果进行了分析讨论。     

这两道题究竟怎么了?

题一:如图1所示,质量m=1kg的小球穿在倾角等于30°的斜杆上,球与杆间的动摩擦因数μ=23,小球在竖直向上的拉力F作用下,沿杆加速上滑,若a=1m/s2,求拉力F=?(g=10m/s2)解析取小球为研究对象。小球要沿杆上滑,则必定有F>mg,因此,小球下部与杆接触并挤压,产生的弹力应垂直于杆斜向下方,其受力情况如图2。由牛顿第二定律得:Fsinθ-mgsinθ-Fμ=ma(1)Fcosθ-mgcosθ-FN=0(2)其中Fμ=μFN(3)联立(1)(2)(3)式,解得F=6N略一反思即能发现上述结果有问题,F=6N。小于mg=10N,即F=6N时,小球是不可能沿杆向上运动的。那么此结果肯定是错的。如果再将…     

圆周运动中力学模型的应用

竖直平面内的圆周运动中有三个重要的力学模型:绳球模型、杆球模型和弹簧球模型,正确运用机械能守恒定律解决这类力学问题时必须深刻理解把握其力学特点。一、模型介绍1.绳球模型如图1所示,一根不可伸长的轻绳一端固定在O点,一端系着小球,组成绳球模型,小球可在绳的约束     

圆锥摆运动条件的研究

题如 图1所示,一根不可伸长的轻绳长为L,一端拴着一个小球,另一端固定在竖直杆上,当竖直杆以角速度w转动时,小球跟着杆一起做匀速圆周运动。     

两选参考系解一道竞赛题

题目:光滑的水平面上静放小车B,车上有一根直立的杆,它们的总质量为M.小球A的质量为m,通过长为L的不计质量的细绳悬挂于立杆上,绳子不能伸缩.现拉球使细绳水平拉直且系统静止,由此无初速释放小球,如图1.求细绳与竖直线成θ角时,小球的速度大小?分析:小球A与小车B通过细绳的弹力     

相对加速度的应用(高一、高二、高三)

1.牛顿第二定律只适用于惯性参考系,应用时要分清相对加速度和绝对加速度. 例1 如图1所示,长为L的轻杆一端固定着一个质量为m的小球,另一端连接在质量为M的小车上,杆可绕O点在竖直平面内自由转动,地面光滑.小球由静止释放,在杆转动到水平方向的瞬间,杆上的拉力是多大? 分析 地面光滑,所以由小车、小球和杆     

一道高考题的运动学特征

题 如图1所示,质量M=2kg的滑块套在光滑的水平轨道上,质量m=1kg的小球通过长L=0．5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接,小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动,开始轻杆处于水平状态,     

对一个振动问题的几点思考

笔者在教学中碰到这样一道题:如图1所示,Q₁、Q₂带等量正电荷,固定在绝缘平面上,在其连线上有一光滑的绝缘杆,杆上套有一带正电荷为q的小球,杆所在的区域存在着一个匀强磁场,方向如1图所示,小球的重力不计.现将小球从A点由静止释放,在小球运动过程中,下列说法正确的是（）     

连接体问题的处理策略

1问题提出图1例1.(第21届全国中学生物理竞赛复赛题第六题)如图1所示,三个质量都是m的刚性小球A、B、C位于光滑的水平桌面上(图中纸面),A、B之间,B、C之间分别用刚性轻杆相连,杆与A、B、C的各连接处皆为“铰链式”的(不能对小球产生垂直于杆方向的作用力).已知杆AB与BC的夹角为     

形对称,但质不对称

例1如图1所示,一带正电小球穿在绝缘的粗糙直杆上,杆与水平面成θ角,整个空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直于杆方向斜向上的匀强磁场．小球沿杆向下运动,在A点时动能为100J,在C点时动能减为零,D为AC中点,在运动过程中( )     

小球何时速度最大?

例题光滑的水平面上静止一个质量为M的小车,小车上固定一根竖直的轻杆,一条长为l的细线一端系在轻杆的上端,另一端系一个质量为m的小球.现把细线拉至水平,并由静止释放小球,如图1所示.问:当小球运动到何处时小球的速度最大?最大值是多少(设M=2m)?     

双球摆"悖论"浅析

图1如图1所示,将长度均为l的A、B两根轻杆与质量均为m的α、b两个小球固结在一起,并将A杆的一端铰接在天花板上,使其能绕O端在竖直平面内无摩擦摆动,这就构成所谓的“双球摆”.由于刚性摆杆对两小球的作用,两小球的机械能发生变化而不再守恒.有文章考虑小球对摆杆的反作用,“使     

例析一道物理竞赛题

原题:(2005年第22届全国中学生物理竞赛预赛题试卷)如图1所示,一根长为l的细刚性轻杆的两端分别连结小球a和b,它们的质量分别为ma和mb.杆可绕距a球为14l处的水平定轴O在竖直平面内转动,初始时杆处于竖直位置.小球b几乎接触桌面.在杆的右边水平桌面上,紧挨着细杆放着一个质量为m