輕繩,輕杆和輕彈簧模型的區別及應用

時間 2021-09-01 06:55:46

1樓:空嵐沫

1、形變特點不同

輕繩 -可以任意彎曲,但不能伸長,即伸長形變不計。

輕杆 -不能任意彎曲,不能伸長和縮短,即伸縮形變不計。

輕彈簧 -可以伸長,也可以縮短,且伸縮形變不能忽略不計。

2、施力和受力特點不同

輕繩-只能產生和承受沿繩方向的拉力。

輕杆 - 不僅能產生和承受沿杆方向的拉力和壓力,還能產生和承受不沿杆方向的拉力和壓力。

輕彈簧 -可以產生和承受沿彈簧伸縮方向的拉力和壓力。

3、力的變化特點不同

輕繩-張力的產生、變化、或消失不需要時間,具有突變性和瞬時性。

輕杆-拉力和壓力的產生、變化或消失不需要時間,具有突變性和瞬時性。

輕彈簧 -彈力的產生、變化或消失需要時間,即只能漸變,不具有瞬時性,且在形變保持瞬間,彈力保持不變。(注意 :當彈簧的自由端無重物時,形變消失不需要時間)

4、連線體的運動特點不同

輕繩- 輕繩平動時,兩端的連線體沿繩方向的速度(或速度分量)總是相等,且等於省上各點的平動速度;輕繩轉動並拉直時,連線體具有相同的角速度,而線速度與轉動半徑成正比。

輕杆 - 輕杆平動時,連線體具有相同的平動的速度;輕杆轉動時,連線體具有相同的角速度,而線速度與轉動半徑成正比。

輕彈簧 - 在彈簧發生形變的過程中,兩端連線體的速率不一定相等;在彈簧形變最大,即彈性勢能最大時,兩端連線體的速率相等;在彈簧轉動時,連線體的轉動半徑隨彈力變化,速度方向不一定垂直於彈力。

5、作功和能量轉化特點不同

輕繩- 在連線體作勻速率和變速率圓周運動的過程中,繩的拉力都不作功;在繩突然拉直的瞬間,有機械能轉化為繩的內能,即機械能不守恆。

輕杆 -在連線體作勻速率和變速率圓周運動的過程中,輕杆的法向力對物體不作功,而切向力既可以對物體作正功,也可以對物體作負功,但系統機械能守恆。

輕彈簧 - 彈力對物體作功,系統機械能守恆;彈力作正功,彈性勢能減少,物體動能增加;彈力作負功,彈性勢能增加,物體動能減少。

2樓:

輕繩、輕杆和輕彈簧,是力學中三個重要的理想模型,在高中物理解題中有著重要的地位,為了幫助學生正確地分析和解決與輕繩、輕杆和輕彈簧有關的問題,筆者對三個模型的相同點和不同點進行了總結,並想通過一定的例項,對學生學習和應用給與啟迪思考。

三個模型的相同點

1、「輕」- 不計質量,不受重力。

2、在任何情況下,沿繩、杆和彈簧伸縮方向的張力、彈力處處相等。

三個模型的不同點

1、形變特點

輕繩 -可以任意彎曲,但不能伸長,即伸長形變不計。

輕杆 -不能任意彎曲,不能伸長和縮短,即伸縮形變不計。

輕彈簧 -可以伸長,也可以縮短,且伸縮形變不能忽略不計。

2、施力和受力特點

輕繩-只能產生和承受沿繩方向的拉力。

輕杆 - 不僅能產生和承受沿杆方向的拉力和壓力,還能產生和承受不沿杆方向的拉力和壓力。

輕彈簧 -可以產生和承受沿彈簧伸縮方向的拉力和壓力。

3、力的變化特點

輕繩-張力的產生、變化、或消失不需要時間,具有突變性和瞬時性。

輕杆-拉力和壓力的產生、變化或消失不需要時間,具有突變性和瞬時性。

輕彈簧 -彈力的產生、變化或消失需要時間,即只能漸變,不具有瞬時性,且在形變保持瞬間,彈力保持不變。(注意 :當彈簧的自由端無重物時,形變消失不需要時間)

4、連線體的運動特點

輕繩- 輕繩平動時,兩端的連線體沿繩方向的速度(或速度分量)總是相等,且等於省上各點的平動速度;輕繩轉動並拉直時,連線體具有相同的角速度,而線速度與轉動半徑成正比。

輕杆 - 輕杆平動時,連線體具有相同的平動的速度;輕杆轉動時,連線體具有相同的角速度,而線速度與轉動半徑成正比。

輕彈簧 - 在彈簧發生形變的過程中,兩端連線體的速率不一定相等;在彈簧形變最大,即彈性勢能最大時,兩端連線體的速率相等;在彈簧轉動時,連線體的轉動半徑隨彈力變化,速度方向不一定垂直於彈力。

5、作功和能量轉化特點

輕繩- 在連線體作勻速率和變速率圓周運動的過程中,繩的拉力都不作功;在繩突然拉直的瞬間,有機械能轉化為繩的內能,即機械能不守恆。

輕杆 -在連線體作勻速率和變速率圓周運動的過程中,輕杆的法向力對物體不作功,而切向力既可以對物體作正功,也可以對物體作負功,但系統機械能守恆。

輕彈簧 - 彈力對物體作功,系統機械能守恆;彈力作正功,彈性勢能減少,物體動能增加;彈力作負功,彈性勢能增加,物體動能減少。

誰能給我講一講 高中物理 勻速圓周運動的輕杆模型和輕繩模型

3樓:great編輯

若小球來栓在繩子上,在最低點一定自到向上的拉力,而在最高點時收到的必為向下的拉力,而在最高點時有

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在重力與電場力的復合勻強場中當小球運動的速度和加速度垂直時速度有最大,最小值。

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