国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

輕桿雙球模型問題的處理探索

2019-08-26 08:05:04張大洪
數(shù)理化解題研究 2019年22期
關鍵詞:輕桿線速度機械能

張大洪

(重慶市潼南實驗中學 402660)

一、例題解析

圖1

A.下滑過程中A的機械能守恒

B.當A滑到軌道最低點時,軌道對A的支持力大小為2mg

C.下滑過程中重力對A做功的功率一直增大

圖2

二、總結(jié)

1.輕桿雙球模型

輕桿兩端(或兩處)各固定(剛性固定、鉸鏈連接)一個物體,整個系統(tǒng)一起沿斜面運動、繞某點轉(zhuǎn)動、作一般的平面運動的模型.

2.模型特點

(1)不計桿的質(zhì)量、大小及運動過程的形變,忽略空氣阻力和各種摩擦;

(2)輕桿雙球模型平動時兩物體線速度相等,繞某點作定軸轉(zhuǎn)動時兩物體角速度相等;

(3)輕桿雙球模型作一般平面運動時兩物體的速度將滿足關聯(lián)關系即兩端物體的運動速度按效果進行分解,在沿輕桿方向上二物體的分速度必相等;

(4)桿對物體的作用力不總是沿桿的方向;

(5)桿能對各物體做功(正、負),單個物體機械能不守恒;

(6)對于桿和物體組成的系統(tǒng),沒有重力以外的外力對系統(tǒng)做功,系統(tǒng)的總機械能守恒.

3.輕桿雙球模型問題的實例分析與處理

圖3

例1 如圖3所示在長為L的硬質(zhì)輕桿中點A處固定質(zhì)量為3m的小球,在桿端點B處固定一質(zhì)量為m的小球,桿可繞無摩擦的軸O轉(zhuǎn)動;現(xiàn)使桿從水平位置無初速度釋放,求當桿轉(zhuǎn)到豎直位置的過程中輕桿對A、B兩球分別做了多少功?

點評(1)本類題目易誤認為兩球的線速度相等,還易誤認為單個小球的機械能守恒.

(2)桿對球的作用力方向不再沿著桿,桿對小球B做正功從而使它的機械能增加,同時桿對小球A做負功,使小球A的機械能減少,系統(tǒng)的機械能守恒.

例2(2015·江蘇·14)一轉(zhuǎn)動裝置如圖4(1)所示,四根輕桿OA、OC、AB和CB與兩小球以及一小環(huán)通過鉸鏈連接,輕桿長均為L,球和環(huán)的質(zhì)量均為m;輕桿O端固定在豎直的輕質(zhì)轉(zhuǎn)軸上,套在轉(zhuǎn)軸上的輕質(zhì)彈簧連接在O與小環(huán)之間,輕彈簧原長為L,裝置靜止時彈簧長為3L/2;轉(zhuǎn)動該裝置并緩慢增大轉(zhuǎn)速,小環(huán)緩慢上升;彈簧始終在彈性限度內(nèi),忽略一切摩擦和空氣阻力,重力加速度為g,求 (1)彈簧的勁度系數(shù)k;(2)AB桿中彈力為零時,裝置轉(zhuǎn)動的角速度ω0;(3)彈簧長度從3L/2緩慢縮短為L/2的過程中,外界對轉(zhuǎn)動裝置所做的功W.

圖4

點評由鉸鏈連接的二小球,輕桿上的力必沿輕桿方向;處理時必須能準確的對小環(huán)、小球進行受力、狀態(tài)及運動過程的分析,利用物體的平衡、牛頓第二定律、動能定理求解功和能;要明白不同狀態(tài)下的幾何關系與對應角度的三角函數(shù)值的求出;還須注意過程中彈力雖在不斷變化,但由于初、末狀態(tài)形變相等,彈性勢能相等,故此過程彈力做功必為0.

例3 (多選)(2015·全國卷Ⅱ 21題)如圖4所示滑塊a、b的質(zhì)量均為m,a套在固定豎直桿上,與光滑水平地面相距h,b放在地面上.a(chǎn)、b通過鉸鏈用剛性輕桿連接,由靜止釋放系統(tǒng)并開始運動.不計摩擦,a、b可視為質(zhì)點,重力加速度大小為g.則( ).

A.a(chǎn)落地前輕桿對b一直做正功

C.a(chǎn)下落過程中其加速度大小始終不大于g

D.a(chǎn)落地前當a的機械能最小時,b對地面的壓力大小為mg

圖5

圖6

點評(1)剛性輕桿不伸縮,兩滑塊沿桿的分速度相同.(2)由于桿與物體是通過鉸鏈連接故輕桿對物體的作用力必沿桿的方向,輕桿對滑塊a、b都做功,系統(tǒng)機械能守恒.

圖7

例4 (2017江蘇高考,9,4分)(多選)如圖7所示三個小球A、B、C的質(zhì)量均為m,A與B、C間通過鉸鏈用輕桿連接,輕桿長為L;B、C置于水平地面上,用一輕質(zhì)彈簧連接,彈簧處于原長;現(xiàn)A由靜止釋放下降到最低點,兩輕桿間夾角α由60°變?yōu)?20°;A、B、C在同一豎直平面內(nèi)運動,彈簧在彈性限度內(nèi),忽略一切摩擦,重力加速度為g;則此下降過程中( ).

C.彈簧的彈性勢能最大時,A的加速度方向豎直向下

點評本題涉及牛頓第二定律、機械能守恒定律等內(nèi)容.特別是對多物體系統(tǒng)機械能守恒問題,要善于應用機械能轉(zhuǎn)移表達式ΔE重力勢能的減小=ΔE彈性勢能的增加來分析問題.

4.處理輕桿雙球模型實際問題中的注意

(1)明確輕桿雙球模型的類型,從而確定兩物體的線速度、角速度是否相等,并確定二物體線速度的數(shù)量關系;注意二物體通過輕桿相關聯(lián)時物體速度按效果的分解,抓住沿桿方向二物體的速度相等的關聯(lián)關系;

(2)桿對物體作用力方向不一定沿著桿,分清是剛性固定或鉸鏈連接;

(3)桿對一個物體做正功,使其機械能增加,同時桿對另一物體做負功,使其機械能減少,故單個物體的機械能不守恒,但系統(tǒng)的機械能守恒.

猜你喜歡
輕桿線速度機械能
有關輕桿彈力問題歸類解析
“功和機械能”知識拓展
『機械能及其轉(zhuǎn)化』知識鞏固
功和機械能 理解要避坑
“功和機械能”知識拓展
關于平衡狀態(tài)輕桿受力情況題型的分析
關于輕桿上的力方向的思考
物理通報(2021年2期)2021-02-07 12:33:36
盤棒砂磨機線速度對研磨效果的影響
一種輻照線纜表面品質(zhì)保護裝置
衛(wèi)星線速度、周期、加速度的大小比較
404 Not Found

404 Not Found


nginx
黑龙江省| 白银市| 尼勒克县| 临汾市| 乌什县| 达州市| 石家庄市| 水城县| 永济市| 汶上县| 忻城县| 定日县| 伊吾县| 曲阜市| 修文县| 高邑县| 保亭| 永年县| 喀喇| 石河子市| 玛沁县| 通江县| 临邑县| 兴和县| 神木县| 开封市| 苗栗市| 宜州市| 新平| 漳州市| 宁乡县| 天等县| 山阳县| 阿鲁科尔沁旗| 威信县| 行唐县| 沁水县| 娱乐| 二手房| 隆子县| 湖南省|