不可“轻视”的轻质物体

<正>轻质物体是高中物理比较常见的一种理想化物理模型,不少学生在遇到时由于不能抓住其受力及运动特点和缺乏相应的“感性”认识,使得分析思路受阻,困惑不已,所以此类问题不可“轻视”．为了解决学生存在的问题,本文详细剖析轻质物体在不同情景下的受力和运动问题．一、轻质物体受力及运动特点所谓轻质物体就是质量忽略不计或者说质量为零的物体,在一些物理情景中出现轻质物体如:轻绳、轻杆、轻弹簧、轻滑轮、轻板等．轻质物体是一种理想化的物理模型,     

“双绳”与“双杆”问题的分析

力学问题中常涉及到“双绳”与“双杆”的问题。学生对这类问题普遍感到比较困难。分析其原因，是由于受力分析比较复杂，找不到解决问题的抓手。对于“双绳”与“双杆”，往往都是抽象成“轻绳”与“轻杆”模型，它是由各种实际情况中的杆和绳抽象出来的理想物理模型。作为这一模型，一般情况下，“轻”是指其质量可以忽略（相对于其它物体来说），所受重力可以忽略。     

高中物理常见模型——轻质物体

<正>轻质物体是高中物理理想化模型之一.由于不考虑轻质物体的质量,学生在分析和解决有关轻质物体的问题时不知如何入手.其实,轻质物体由于不考虑其质量,有很多特点.在解题时根据轻质物体的这些特点找到解题的突破口,进行求解.一、轻质物体的受力特点根据牛顿第二定律F=ma可知轻质物体所受合外力为零.解题时,如果遇到轻绳、轻杆、轻弹簧等轻质物体,可以认为其两端受力大小相等,方向相反.例1 如图1所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,     

轻杆模型的“零”感悟

<正>由于轻杆模型受力可以沿杆,可以不沿杆,可以被拉,可以被压,因而成为许多高中生学习物理时倍感困惑的难点之一。其实,同学们只要紧紧抓住轻杆质量为零这一理想化特点,结合沿杆方向速度相等的约束条件,把准轻杆的脉搏,任何与轻杆相关的问题都会迎刃而解。1.轻杆合外力为"零"根据牛顿第二定律,F=ma,物体要有加速度,合外力一定不为零。但对轻杆,因为质     

关于物理中的“理想模型”

理想模型是为了便于研究而建立的一种高度抽象的理想客体。实际的物体都是具有多种属性的,例如,固体具有一定的形状、体积和内部结构,具有一定的质量等。但是,当我们针对某种目的,从某种角度对某一物体进行研究时,有许多对研究问题没有直接关系的属性的作用却可以忽略不计。例如,我们从力学角度研究引力作用下物体的运动时,只需要考虑质量这一最重要的属性,其它因素均可略去;对于具有一定质量的物体,我们假设其质量集中在物体的质量中心,便抽象出‘质点’模型。质点是力学的一个基本概念,只要我们所考虑的运动仅涉及物体的位置移动,并且所涉…     

也谈“轻绳、轻杆和轻弹簧”

贵刊 2 0 0 2年第 9期刊登了王夫玉、赵德杰两位老师关于“圆周运动中的轻绳、轻杆和轻弹簧”一文 ,读后受益匪浅 ,但文中最后进行列表比较时认为轻杆对物体的作用力沿杆方向却是错误的 .其实 ,不管什么运动 ,即使圆周运动 ,轻杆对物体的作用力也不一定沿杆的方向 .由于“轻绳、轻杆和轻弹簧”这三种模型本身有着细微的差异 ,故表现出来的性质也有所不同 ,如不注意区分 ,很容易混淆 ,造成错误 .为此 ,笔者将此三种模型的特点和应用做一刍议 ,旨在抛砖引玉 .一、三种模型的相同点1 .轻绳、轻杆和轻弹簧的“轻”就是质量可忽略 ,重力不计 .2 .…     

圆周运动中的轻绳、轻杆和轻弹簧

圆周运动中常涉及到“轻绳”、“轻杆”和“轻弹簧”模型 ,“轻绳”“轻杆”及“轻弹簧”是由各种实际情况中的绳、杆和弹簧抽象出来的理想物理模型 .作为这一类模型 ,一般情况下 ,“轻”往往是 (相对其他物体来说 )指其质量可以忽略 ,所受重力可以忽略 ,而绳和杆则往往是其形体在同一直线上 ,且其长度不发生变化 ,而弹簧可以伸长也可以被压缩 .由此导致这类模型在圆周运动中具有其特有的关系 ,本文拟对此关系和规律及应用作一简单的讨论 .一、轻绳对物体只能产生沿绳收缩方向的拉力例 1　如图 1所示 ,一摆长为 L的单摆 ,摆球的质量为 m,要…     

谈物理模型在物理教学中的地位和作用

1 建立正确鲜明的物理模型是物理学研究的重要方法和有力手段之一物理学所研究的各种问题,在实际上都涉及许多因素.而模型则是在抓住主要因素.忽略次要因素的基础上建立起来的.它具有具体形象,生动、深刻地反映了事物的本质和主流这一重要属性.例如“质点”这一模型.在物体的宏观平动运动中.描述运动的物理量位移、速度、加速度等对同一物体来说其上各点都相同.这就告诉人们.在这些问题的研究中,运动物体的大小和形状是可不考虑的.因而可将运动物体质点化.即用质点模型来取代真实运动的物体进行分析研究.     

构建理想化模型——解决物理问题的一种思维方法

<正>物理学是研究物质运动规律的学科,实际物理现象都是十分复杂的,涉及很多因素。舍弃次要因素,抓住主要因素,从而突出客观事物的本质特征这种方法叫构建理想化物理模型。构建物理模型是一种研究问题的科学思维方法,可以使物理问题变简单。我把高中物理模型大致归为四类。一、实物模型实际物体在某些特定条件下可以抽象为理想研究对象,如质点、点电荷、轻绳、轻杆、轻弹簧等。用来代替物体的有质量的点叫质点,如果实际物体的形     

力学问题中的轻杆和轻绳

力学问题中常涉及到“轻杆”、“轻绳”模型 ,特别是在中学物理竞赛题中 ,则更是屡见不鲜 .轻杆、轻绳是由各种实际情况中的杆和绳抽象出来的理想物理模型 ,作为这一模型 ,一般情况下 ,“轻”往往是 (相对于其它物体来说 )指其质量可以忽略 ,所受重力可以忽略 ,而杆和绳则往往是其形体在同一直线上且其长度是不发生变化的 .由此导致这一模型在运动学和静力学中都有其特有的规律 .本文拟对此规律及其应用、特别是在解中学物理竞赛题中的应用作一些简单的探讨 .一、杆、绳上任意两点的速度沿其自身方向上的投影值相等这是杆、绳在运动中的一个…     

参照物与物体的运动

要研究物体的运动情况,必须选择参照物.而在选择参照物时,应注意以下几点:1.参照物的选择是任意的,一般说来,任何物体都可以做参照物. 2.参照物的选择应适当,即以研究问题方便、有利于问题的解决为原则. 3.研究同一物体的运动情况,所选参照物不同,最后结论一般来说就不同. 4.当我们选定某一物体为参照物时,不论其实际上静止还是运动,我们都认为它是静止的.若被研究的物体相对于参照物的位置改变了,则说该物体是运动的;若相对于参照物的位置不变,则说该物体是静止的.比如,爸爸骑摩托车把小明由家中带到学校,在途中若以…     

简化是一种美——浅谈等效重力场解决物理问题

<正>物体仅在重力场中的运动是最常见、最基本的运动,但在解答质量不可忽略的带电物体在匀强电场中运动、能量问题时,我们常采用的方法是:把物体的运动分解成沿重力和电场力方向的两个分运动,同时研究这两种场对物体运动的影响,然后根据要求解答有关问题。用该种方法处理一些电场问题时,显得繁琐。此时,若能将重力场与电场合二为一,用一个全新的"复合场"(可形象称之为"等效重力场")代替,就会显得     

细说“重心”概念

一、重心是一个物体各部分受到重力作用的等效作用点由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力,地面附近的所有物体各个部分都受重力作用·从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫物体的重心·引入重心概念之后,研究具体问题时,就可以把整个物体各部分重力作用用作用于重心的一个力来表示,这样,原来的一个物体就可以用一个有质量的点来代替(如图1所示),大大简化了对问题的研究·     

“轻绳”模型特性分析及应用(二)

三、轻绳在能量转化中的特点1.在轻绳类问题中,当系在物体上的轻绳从松弛到瞬间绷紧,出现了突变现象,结果使系统的动能有一定损失,转化为轻绳上的内能.2.反之,如果系在物体上的轻绳没有发生瞬间绷紧现象,则轻绳上没有内能产生,系统只发生其他形式间的能量转化.确定绳子上是否有内能产生,直接决定了所列功能关系式的正确性,但当轻绳发生突然绷紧时,作用是在瞬间完成的,绳的形变不明显.人们审题时往往由于分析疏忽,不注意物体的速度及能量变化,在解题时没有考虑绳上内能的产生而导致错误.要掌握轻绳在能量转化中的特点,关键是正确理解绳子“瞬…     

正确理解“质量不计”

理想模型是为了研究问题的方便而建立的一种高度抽象的理想客体,而实际的物体一般都具有多种属性,例如固体具有一定的质量、形状、体积和内部结构．但是,当我们从某种角度对某一物体进行研究时,有许多对研究问题没有直接关系的属性和作用却可以忽略不计,如,质点、弹簧振子、单摆、点电荷、轻绳、轻杆、轻滑轮等模型．2011年江苏高考物理卷中的第9题（题略）和2012年的第14题（题略）均涉及到了“质量不计”的物体．很多学生甚至部分老师都不知从何研究起．究其原因是对题设中的“质量不计”的条件不够理解．现从2012年江苏高考题说起,谈谈处理“质量不计”类问题的常用方法．     

“动”参照物(初二)

在运动问题中,如果两个物体都在运动,可以取其中一个为参照物.即“动”参照物.会使问题的解答过程大大简化.设两个运动物体的速度为V甲、V乙,在追及或相会中两个物体(车)最初相距为s,在超车与会车中两个物体(车)本身长度为l甲、l乙,其关系如下下表:     

从功能角度分析相关速度问题

在中学物理教学中 ,经常遇到这一类问题 :几个物体的运动存在着某种关系 ,根据其中一个物体的运动速度求其它物体的运动速度 ,这类问题称为相关速度问题 .相关速度问题一般用速度分解法或微元法求解 ,这两种方法对于中学生来说难度较大 ,不易理解和掌握 .笔者在教学中引导学生从功能角度分析相关速度问题 ,解题过程简捷且容易理解和掌握 .现介绍如下 .1　从能量守恒角度分析相关速度问题图 1由轻绳、轻杆连结的物体 ,由于轻绳、轻杆的质量为零 ,根据能量守恒定律 ,其中一个物体对轻绳、轻杆的做功功率等于轻绳、轻杆对其它物体做功的功率 .…     

高中物理重要模型之一“轻弹簧”

弹簧有一定的质量,其自身的重力和弹力之比较小,简单物理研究可以通过忽略弹簧的质量来研究相对应的物理知识.由于"轻弹簧"质量不计,选取任意一小段弹簧,其两端所受张力一定相等,其弹力的主要特征是:①轻弹簧能产生沿弹簧轴线伸缩方向的压力或拉力;②轻弹簧各处受力大小相等,且与弹簧形变的方向相反;③轻弹簧产生的弹力是连续变化的,不     

“斜面问题”讨论

如图 1、图 4所示的静止物体 m,不会因为力 F的增大而向木板的 B端运动 .若物体 m处在如图 2、图 5所示的斜面上时 ,上述结论是否成立 ?在什么范围内成立 ?例题 1　如图 2所示 ,物体 m置于斜面上 ,受水平力 F的作用且物体 m与斜面间的动摩擦因数为μ.是否存在θ角 ,当力 F为无穷大时 ,物体 m也无法沿斜面上滑 .解法一　将力 F与物体所受的重力沿平行于斜面和垂直于斜面方向进行分解 ,如图 3所示 ,有F∥ =Fcosθ,F⊥ =Fsinθ,G∥ =Gsinθ,G⊥ =Gcosθ.若要物体 m不上滑 ,必须有 F∥ ≤ G∥ μ( F⊥ G⊥ )成立 ,即Fcosθ≤ Gsinθ μ( Gcosθ Fsinθ) ,或　F( cosθ- μsinθ)≤G( sinθ μcosθ) .当 F→∞时 ,上式成立的条件为cosθ- μsinθ≤ 0 ,即 θ≥arctg 1μ.解法二　上述问题 ,若应用“理想化”方法 ,忽略次要因素 ,问题的解决更为简捷 .当 F足够大时 ,重力的作用可忽略 ,则结论成立的条件是Fcosθ≤μFsinθ,即θ≥ arctg 1μ.若取 μ=0 .3,1 ...     

第十三讲 能

一、考点解读考点1机械能动能和势能统称为机械能.影响物体动能大小的因素是质量和速度,物体的质量越大,运动的速度越大,其动能就越大.势能又分为重力势能和弹性势能.影响物体重力势能的因素是物体的质量和位置的相对高度,物体的质量越大,相对高度越高,重力势能越大;影响物体弹性势能大小因素是弹性形变的大小,物体的弹性形变越大,弹性势能越大.动能和重力势能、动能与弹性势能之间都可以相互转化.在动能和势能的相互转化过程中,如果机械能没有转化为其它形式的能,或其它形式的能没有转化为机械能,也就是说,除了重力对研究的物体做功以外,没…