形形色色的绳.ppt

* 形形色色的绳 ——高考复习中与绳有关的问题探究和分析策略 九江市同文中学 卢冬阳 一、问题的提出 在高中物理复习中，时常出现有关绳子连接物体运动的问题，这些问题往往变化多端，遇到这类问题学生往往生疑，难于解决．在这些有关绳的问题中，如何准确把握处理它的尺度和原则呢？以下针对物理复习中遇到各种绳的问题及采取的策略，谈一谈自己的看法，供各位同仁参考． 二、从与绳相关联的高考范例，看它在高考中的地位 1、试题既有选择题，又有实验题，还有计算题，呈现形 式丰富。 2、试题中涉及的绳子形形色色；其中有轻绳有重绳，有 不计伸长的刚性绳也有能伸长的弹性绳，有不打结的无 结绳也有打死结的有结绳。 2、涉及的问题也五花八门；其中有平衡问题也有非平衡 问题，有求力问题也有求运动情况问题还有求能量的问 题等。 可见，与绳相关的问题在高考出题中占据着相当重要的地位！ 三、绳的三种形态及其处理方略 1、轻绳和重绳 轻绳、细线，它的质量可忽略不计；其弹力的主要特征是：①不能承受压力，不能产生侧向力，只能产生沿绳收缩方向的拉力．②内部张力大小处处相等，且与运动状态无关．重绳的质量不可忽略，其弹力的特征与轻绳有所不同，内部张力大小不一定处处相等，且与运动状态有关。 绳的三种形态及其处理方略 高考范例 如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端固定在墙上，②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有( ) A．l2＞l1 B．l4＞l3 C．l1＞l3 D. l1=l2=l3=l4 Ｆ Ｆ F Ｆ Ｆ ① ② ③ ④ 绳的三种形态及其处理方略 2、刚性绳与弹性绳 刚性绳是伸长量和弹性忽略不计的绳，是一种理想的绳子；弹性绳是柔软的易于发生形变的绳子，相当于软弹簧，刚性绳中的弹力可以发生突变，而弹性绳子中的弹力不能发生突变，只能逐渐发生变化，刚性绳不考虑弹性势能，而弹性绳有弹力时要考虑弹性势能及其变化 绳的三种形态及其处理方略 3、有结绳和无结绳 　一根轻绳中间打结，分成两部分，或几段轻绳共一个结点，在结点处悬吊重物，各段绳子内部的张力大小往往不同，同一根轻绳没有打结，光滑不计摩擦的情况下，绳中的张力大小处处相等． 四、光滑刚性轻绳自身不消耗机械能 1、原理：由于轻绳不计质量，没有动能和重力势能，又因为是刚性绳，自身没有弹性势能，自身光滑没有摩擦力，不存在机械能与内能的转换，因而自身不消耗机械能。 v vx B A PA=PB 光滑刚性轻绳AB ，因自身不消耗机械能，故在A拉绳子的功率等于B作用于物体的功率 2、在相关联速度中的应用 v θ F vx F P入＝Fv P入 = P出 P出＝ Fvxcosθ Fv＝ Fvxcosθ 即 v=vxcosθ vx=v/cosθ V O θ a Vx F F F 变式 P入＝FV　　　 P出＝F Vx＋Fvxcosθ = FVx (1+ cosθ) P入 = P出 Vx = V / (1+ cosθ) m 求v与vx之间的关系比微元法简单！ 四、光滑刚性轻绳与连接体系的机械能守恒 由于光滑刚性轻绳自身不消耗机械能，绳的张力对系统所做的总功为零，系统的机械能守恒，如果连接体系的绳子是弹性轻绳，则系统中物体在运动过程中绳的长度会发生变化，连接体速度沿绳方向上的分量不相等，绳的张力对系统所做的总功将不为零，在此过程中就存在着系统的机械能与绳的弹性势能的转换． *