【摘 要】
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(阜阳市太和一中安徽 阜阳236600) 在高中物理中,弹力是三种基本性质力之一.弹力方向的判断及大小的计算是重点,也是难点.特别是轻杆中的弹力,仅方向学生就弄不清,更没有地方下手计算了.所以,此处知识要注意总结和归纳,分清属于哪一类情景,对症下药才能除病. 杆可以发生拉伸形变、压缩形变、弯曲形变等,所以杆所受的弹力方向可以沿着杆,也可以不沿杆,因此在分析问题时,要注意对固定杆和可动杆进
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(阜阳市太和一中安徽 阜阳236600)
在高中物理中,弹力是三种基本性质力之一.弹力方向的判断及大小的计算是重点,也是难点.特别是轻杆中的弹力,仅方向学生就弄不清,更没有地方下手计算了.所以,此处知识要注意总结和归纳,分清属于哪一类情景,对症下药才能除病.
杆可以发生拉伸形变、压缩形变、弯曲形变等,所以杆所受的弹力方向可以沿着杆,也可以不沿杆,因此在分析问题时,要注意对固定杆和可动杆进行区别.固定杆的方向往往风云莫测,而可动杆的方向则规矩多了.
1“魔幻”定杆
例1一根水平放置的轻杆一端A插在墙壁内,另一端装有光滑轻滑轮B.一轻绳的一端C固定在墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量15 kg的重物,∠CBA=30°,取g=10 m/s2,则滑轮受到轻杆的作用力为多少?
解析以滑轮为研究对象,因滑轮处于平衡状态,合力为零,又因为滑轮两侧的绳子是同一根绳子,形变情况一样,拉力相等,合力在其角平分线上,大小都是150 N.根据牛顿第三定律,杆对滑轮的作用力应与两段绳的合力大小相等,方向相反.所以杆对滑轮的作用力大小为150 N,方向沿两段绳的夹角平分线斜向上.
规律分析本题中的轻绳是绕过滑轮而并非系在滑轮上,所以两段绳上拉力相等.杆是固定在墙上而不是靠在墙上或加铰链,所以杆上弹力可不沿杆,其方向应根据相关物体的状态判断.
变式跟踪如图2所示,一个重8 N的球固定在轻杆的上端,用弹簧测力计水平拉球,使杆发生弯曲,稳定时测力计的示数为6 N,则轻杆对球的作用力的大小为
A.6 NB.8 N
C.10 ND.14 N
解析该题考查了平衡的条件,明确小球的受力是解题的关键.小球受竖直向下的重力G、水平向右的弹簧测力计F的拉力及杆的作用力F合,其中杆的作用力与其他二力的合力等值反向.即F合=10 N,选项C正确.
2“规矩”动杆
例2如图3所示,绳与杆均不计重力,承受力的最大值一定.A端用铰链固定,滑轮O在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可忽略),B端吊一重物P,现施加拉力T将B端缓慢上拉(均未断),在杆达到竖直前·解题指南·
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