应用速度投影定理解密连接体问题

速度是描述物体运动的重要物理量,并且联系着动量、动能等物理量.在许多绳、杆连接体中都会涉及速度的求解问题,若能正确应用速度投影定理,则会使问题的解决变得直观、简便.速度投影定理的内容是:同一瞬时,做平面运动的刚体上任意两点的速度在两点连线上的投影相等.两个物体以轻绳或者轻杆为媒介连接在一起时,物理学中称之为连接体,连接体相当于刚体,连接体中的两个物体的速度满足速度投影定律.下面举例说明速度投影定律在解题中的应用,请同学们参考.     

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 .…     

常见的“三种关联速度”的求解

1．通过轻绳关联通过轻绳连接的两个物体，即把物体的实际速度看成是合速度，两个分速度一个是沿轻绳的方向，一个是垂直轻绳的方向，利用沿轻绳方向的分速度相等求解．     

物理题中常见的连接物

绳、杆、弹簧和橡皮条是高中物理力学部分习题中常见的连接物.全面、准确地理解它们的特点可以帮助我们灵活、正确、完整地分析物理问题.绳、杆、弹簧和橡皮条的共同点:(1)它们都是没有质量的理想化连接物.(2)都能发生形变而产生弹力.(3)同一时刻内部弹力处处相同,且与运动状态无关.绳、杆、弹簧和橡皮条的不同点:(1)绳与杆绳只能产生拉力,且方向一定沿着绳子的方向;杆既可承受拉力,又可承受压力,且力的方向不一定沿着杆的方向.(2)绳与弹簧①绳的长度不能改变;弹簧的长度可以伸长和缩短.②绳只能承受拉力,且弹力方向沿着绳子的方向;弹簧既可…     

循序渐进解"二环"(高一、高三)

例1 如图1,水平放置的两根固定的光滑硬杆OA、OB之间的夹角为θ,在两杆上各套轻环P、Q,两环用轻绳相连,现用恒力F沿OB杆方向向右拉环Q,当两环稳定时,绳的拉力是多大? 分析 将题中各隐含条件转化为显性条件: (1)轻环→不计重力,光滑杆→不计摩擦. (2)环套在杆上→属于点与线接触,P、Q所受弹力方向与杆垂直. (3)两环稳定→静止状态→F合=0. 综上所述,P受两个力作用平衡,Q受三个     

弹簧中的弹力能否突变

某杂志上有这样一道例题 :如图 1所示 ,有 3个完全相同的小球A、B和C ,分别用轻绳、轻杆和轻弹簧固定 ,且处于静止状态 .在分别剪断水平方向的轻绳、轻杆和轻弹簧的瞬间 ,A、B和C的加速度的大小和方向是怎样的 ?为什么 ?图 1在解析中提到 :“分析这个问题的关键在于轻绳、轻杆、轻弹簧中弹力的变化情况 .理想的轻绳、轻杆中的弹力可以突变 ,其弹力变化不需要时间 ,而弹簧弹力的变化需要时间 ,不能突变 .”对弹簧的这种说法 ,笔者以为不妥 .按上述说法 ,当水平弹簧的左端剪断时 ,C球应处平衡状态 ,而不应有加速度 .其实水平弹簧的左端处于…     

弹力分析的题根研究

弹力分析涉及到弹力有无的判断、弹力方向的确定、弹力大小的计算等方面.要对弹力进行正确的分析,一方面要深刻理解弹力的产生条件;另一方面需要把握产生弹力的常见载体(如轻绳、轻杆、轻弹簧等)的特征,这样才能抓住问题的根.     

再谈连接体相关物理问题

<正>连接体是高中物理中一种比较重要的模型,其中轻绳或者轻杆作为连接两个物体的常见载体.从研究对象分析,连接体中往往涉及两个甚至两个以上的物体.从运动状态分析,不同形式的牵连体模型的创设贯穿对高中阶段不同形式的运动规律的考查.从问题设置的角度讲,有些试图以定性分析判断运动状态变化(速度,加速度),或者根据动力学规律定性分析受力特点;有些问题需根据连接体的受力特点和运动过程,     

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…     

根据约束特征建立物体速度关系

受约束的物体系统,在运动过程中的任一时刻,物体的速度大小之间一定存在着确定的数量关系,建立这种关系通常是分析问题的难点所在,本文将根据笔者的教学实践,根据物体间的约束关系进行速度分解,建立物体速度间的关系,而不是首先寻找分速度(或分运动)方向。 1 物体受到绳或杆的约束我们所研究的绳或杆一般都不考虑它们的形变,用绳或杆约束的两个(或两个以上)物体虽然在同一时刻速度一般不同,然而在不考虑绳和杆形变的条件下,物体沿绳或杆方向的分速度大小在同一时刻总是相等的,方向总是相同的,这就是绳与杆约束的基本特征,     

轻绳连接体问题分类评析

轻绳连接体问题,由于轻绳的柔软性使问题有了许多的变化,也使题目难度变大．笔者对这类题作了些分析研究．将这类问题大致分为：1．绳端连接的两个物体都静止类问题;2．绳端连接的两个物体一个静止,另一个运动类问题;3．绳端连接的两个物体的运动速度大小相同,方向不同类问题;4．绳端连接的两个物体速度大小和方向都不同类问题,下面进行分类说明。     

“关联速度”问题剖析

<正>一、什么是"关联速度"问题"关联速度"是指两个通过某种方式联系起来的速度。比如一根轻绳两端所系物体的速度通过轻绳发生联系。二、"关联速度"的分析题目如图1所示,人通过跨过光滑定滑轮的轻绳拖动物块运动,人向右匀速运动,当轻绳与水平方向间的夹角为θ时,     

圆周运动的临界问题

<正>圆周运动的临界问题涉及到力学中的几个常见力的合成问题,从圆平面的特点来看,可以将其分为水平面内和竖直平面内的圆周运动临界问题。一、水平面内圆周运动的临界问题例1如图1所示,水平杆固定在竖直杆上,两者互相垂直,水平杆上O、A两点连接有两轻绳,两绳的另一端都系在质量为m的小球上,OA=OB=AB,现通     

三种物系速度和加速度关联研究

文章主要讨论高中物理竞赛中相对运动问题的一般处理方法,主要阐述常见的轻杆、轻绳,接触物系及交叉物系中的速度和加速度关联问题。     

如何确定杆的弹力方向

由于高中物理课本上册第27页所举例题中,杆受到的弹力方向刚好沿着杆,导致大部分学生把杆的弹力方向归结为“总是沿着杆”,其实,杆的弹力方向并非一定沿着杆,对具体问题应作具体分析.高中物理习题中所碰到的杆的弹力方向确定,大致有以下三种情况. 第一种情况:杆与平面(或曲面)接触,此时杆所受的弹力方向垂直于平面(或曲面的切面);当杆与柔绳相连结时,则弹力沿着绳的方向.如图1(1)(2)     

“关联”速度的分解例析

在学习了运动的合成与分解后,我们经常会碰到涉及相互关联的物体的速度求解．几个物体或直接接触、相互挤压,或借助其它媒介（如轻绳、细杆）等发生相互作用．在运动过程中常常具有不同的速度表现,但它们的速度却是有联系的,我们称之为“关联”速度．解决“关联”速度问题的关键有两点：一是物体的实际运动是合运动,分速度的方向要按实际运动效果分解,二是沿着相互作用的方向（如沿绳、沿杆）的分速度大小相等．     

随圆盘转动质点的向心力典型模型分析

<正>圆周运动常结合电磁场、竖直平面(水平面)内的圆周运动,以轻绳、轻杆、轻弹簧等知识进行考查,涉及机械能守恒定律、动能定理和电磁场中的偏转问题。学生对随圆盘转动的质点模型类问题的力学临界状态的分析感到困难。笔者针对这一模型进行归纳分析,以帮助培养学生的基础知识和基本技能,提升其物理思维和处理问题的能力。一、圆盘转动模型的向心力来源分析情境1如图1所示,设用长为r的轻绳连接质量为m的滑块A沿半径放在圆盘上,此时轻绳拉直但并没有张力,圆盘面上的动摩擦因数为μ。当圆盘转动的角速度ω逐渐变大,滑块的向心力如何变化?     

看似一样,其实不一样——浅析轻绳、轻杆和轻弹簧的区别

轻绳、轻杆和轻弹簧是三种常见的理想化物理模型.所谓的“轻”,是指其本身的质量、重力可忽略不计.它们都能发生弹性形变,因而都能产生弹力,但它们的特性并不完全相同.所以在有些问题中,从形式上看它们好象是一样的,然而实际上却完全不一样.下面结合例题分析它们的区别. 一、轻绳的张力可突变,而轻弹簧的弹力只能渐变由于理想化的绳不可伸长,即无论绳受到的拉力多大,绳子的长度不变,所以轻绳张力可突变.而轻弹簧受拉力或压力时,其形变较大,     

绳连接物体模型的求解方法

<正>通过轻绳连接的两个物体,因涉及物体受力情况分析和做功情况分析,而成为同学们学习中的一个"拦路虎"。下面以两类典型的绳连接问题为例探究求解方法,以期对同学们的学习有所帮助。类型一:通过轻绳连接的两个物体,在不同的方向上运动,在相同时间内,位移大小相等,则两个物体的速度大小相等。     

轻绳、轻杆和轻弹簧的区别

轻绳、轻杆和轻弹簧是三种常见的理想化物理模型,在常见的高中物理题中,它们有着共同的特点:(1)"轻",它们本身的质量、重力均可忽略不计;(2)它们都能产生弹力,属于接触力;(3)它们各处的受力一般都被认为是相同的;(4)它们都可以连接物体.由于它们本身存在着细微的差异,所以表现出来的性质也有所不