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細微型彈簧模型的解析

作者:admin來源:中國緊固件網 日期:2012-4-11 8:42:45 人氣: 標簽:

全民十三水配牌规律 www.ycfqav.com.cn   這應引起我們的高度重視與關注。因此,我們必須在平時的教學與高考復習過程中,對圖象的題型(直線型、正弦、余弦曲線型、雙曲線型、拋物線型)、圖象的物理意義(如位移圖象、速度圖象、波動圖象、振動圖象等)、圖象拓寬、變形、互換、圖象的應用等內容一定要加大講練力度,使學生加深理解與全面掌握,為學生順利解決此類問題打下堅實的基礎。同時,用圖象解題直觀、形象、生動,有時比用其它方法解題更加簡捷、明了,有其不可替代的優點。因此,培養學生用圖象解答物理問題的能力具有十分重要的意義。

  解析上述四種情景各有不同,有平衡態如①②,也有非平衡態如③,但不管哪種情景,均可以彈簧為研究對象,作受力分析圖如所示。顯然有F-F"=ma.可以看出對輕彈簧由于m=0,所以無論a是否等于零,均有F=F".四圖中彈簧彈力均為F,又是完全相同的彈簧,伸長量必定都相等,答案為D.

  由上面的分析可知輕彈簧其質量可認為為零,這樣不管彈簧處于何種狀態,其兩端彈力大小始終相等。例2如所示,一彈簧秤放在光滑水平面上,外殼的質量為m,彈簧及掛鉤的質量不計。施以水平力F1、F2使其沿F1方向產生加速度a,則彈簧秤的讀數為A.F1B.F2C.

  12(F1+F2)D.ma解析由前分析知彈簧兩端拉力大小均為F2,再由牛頓第三定律知彈簧拉外殼的力大小等于F2。對外殼由牛頓第二定律得F1-F2=ma,F1>F2。但彈簧秤的讀數與伸長有關,等于其一端彈力的大小。所以答案為B.由此可見,在忽略彈簧質量的前提下,不管彈簧秤處于何種狀態,其讀數都等于秤鉤一方拉力的大小。

  在彈簧兩端都連著物體或一端連著物體另一端固定時,由于物體具有慣性,彈簧長度不能突變,所以彈簧的彈力不能突變例3如所示,水平繩與輕彈簧共同固定一個重球。靜止時彈簧與豎直方向成角,現剪斷水平繩,在斷瞬間,求重球的加速度。

  解析在水平繩未剪斷時,重球受到重力mg、彈簧的拉力F1和水平繩的拉力F2的作用,而處于平衡狀態,此時重力的兩個分力G1和G2分別與F1和F2平衡,如(甲)所示。在剪斷的瞬間,由于球的位置未改變,則彈簧的長度沒有改變,即彈簧的形變未改變,F1不變。重力和彈力F1都不變,即重力的兩分力大小方向不變,此時G1仍與F1平衡,如(乙)所示。G2即為重球所受的合外力,根據牛頓第二定律,加速度的方向應與G2同向,即水平向左,大小a=G2m=mgtanm=gtan.

  上題中若彈簧換成一細繩,情況則不同,如所示,在水平繩未剪斷前小球的受力情況與(甲)相同。在剪斷水平繩瞬間,由于輕繩的彈力由微小形變產生,它可以發生突變。水平繩剪斷瞬間,小球以懸點為圓心,沿圓弧擺下,即小球的狀態發生了改變。小球存在沿切線方向的加速度。此時重力mg的作用效果一是產生沿切線方向的加速度,二是與拉力F"1平衡,受力分析如所示。小球加速度大小a=G2m=mgsinm=gsin.方向與繩垂直沿圓弧切線方向。

  輕彈簧一端與物體斷開瞬間,其彈力突變為零例4如所示,一重物m懸掛在彈簧下,再用一細繩固定在天花板上,整個裝置平衡靜止后,用火焰燒斷細繩。在繩斷開的瞬間,m的加速度為a(忽略彈簧質量和空氣阻力)。則:A.ag,方向向下D.a  

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