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轻绳、轻杆模型
轻绳、轻杆模型是高考高频次模型,这些模型对许多同学来说神秘又复杂,令人头大。
分不清 “活结”与“死结”;分析“定杆”和“动杆”时没有头绪;对于“轻绳连接
体”“轻杆连接体”“弹簧连接体”更是没有思路。
轻绳、轻杆模型的表现形式虽然多样,但从整体上来说,研究它也是有巧法、妙法可寻
的!
“活节”与“死节”模型
模型解法:
第一步:模型建构
“活结”模型:轻绳跨国光滑滑轮或绳上挂一光滑挂钩。
“死结”模型:两条以上的绳子打结,节点不能沿绳移动。
第二步:受力分析
同一段光滑且不打结的绳上张力处处相等;两条绳子打结,结点两侧绳上张力大小可以
不相等。
第三步:列式求解
根据物体平衡及集合关系定性或定量求解。
例①:
1拓展提升:
2“活杆”与“定杆”模型
模型解法:
第一步:模型建构
“活杆“模型:轻杆一端可绕光滑转轴或铰链转动。
”定杆“模型:轻杆一端固定,不能转动。
第二步:受力分析
“活杆“模型:轻杆两端的力一定沿杆。
”定杆“模型:轻杆两端的力不一定沿杆。
第三步:列式求解
研究另一端的物体或节点,根据物体平衡及几何关系定性或定量求解。
例②:
3轻绳连接体模型
模型解法:
第一步:模型建构
①区分”活结“还是”死结“。
②区分轻质绳还是匀质绳。
第二步:受力分析
轻质绳同一段光滑且不打结的绳上张力处处相等;匀质绳重力与长度成正比,绳上张力方向
沿切线防线。
第三步:列式求解
巧选研究对象,根据平衡条件或牛顿第二定律列式求解。
例③:
4轻杆连接体模型
模型解法:
第一步:模型建构
“活杆”模型:轻杆一端通过光滑铰链或者光滑转动轴固定且轻杆可绕固定端转动。
“定杆”模型:轻杆一段固定,不可绕固定端转动。
第二步:运动、能量分析
速度关系:两个运动物体沿杆方向分速度相等。
5能量守恒:若只发生系统内部动能和势能的转化,系统机械能守恒,可根据该规律找出两
物体之间物理量关系。
第三步:列式求解
杆上力的大小、方向不明确,往往利用动能定理或功能关系计算杆对物体做的功。
例④:
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