自主閱讀素材2本章學(xué)科素養(yǎng)提升第二章相互作用1.三種模型對(duì)比輕桿輕繩輕彈簧模型圖示思維建模能力的培養(yǎng)思維建模能力的培養(yǎng)模型特點(diǎn)形變特點(diǎn)只能發(fā)生微小形變?nèi)彳?，只能發(fā)生微小形變，各處張力大小相等既可伸長(zhǎng)，也可壓縮，各處彈力大小相等方向特點(diǎn)不一定沿桿，可以是任意方向只能沿繩，指向繩收縮的方向沿彈簧軸線與形變方向相反作用效果特點(diǎn)可以提供拉力、支持力只能提供拉力可以提供拉力、支持力大小突變特點(diǎn)可以發(fā)生突變可以發(fā)生突變一般不能發(fā)生突變2.解決三種模型問題時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)(1)輕桿、輕繩、輕彈簧都是忽略質(zhì)量的理想化模型.(2)分析輕桿上的彈力時(shí)必須結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).(3)討論輕彈簧上的彈力時(shí)應(yīng)明確彈簧處于伸長(zhǎng)還是壓縮狀態(tài). (多選)如圖所示，一條細(xì)線一端與地板上的物體B(物體B質(zhì)量足夠大)相連，另一端繞過質(zhì)量不計(jì)的定滑輪與小球A相連，定滑輪用另一條細(xì)線懸掛在天花板上的O點(diǎn)，細(xì)線與豎直方向所成角度為，則A.如果將物體B在地板上向右移動(dòng)一點(diǎn)，角將增大B.無論物體B在地板上左移還是右移，只要距離足夠小，角將不變C.增大小球A的質(zhì)量，角一定減小D.懸掛定滑輪的細(xì)線的彈力不可能等于小球A的重力【例1】答案解析mAgFFTAOB都不可能達(dá)到120，故F不可能等于小球A的重力. 如圖所示，水平輕桿的一端固定在墻上，輕繩與豎直方向的夾角為37，小球的重力為12 N，輕繩的拉力為10 N，水平輕彈簧的彈力為9 N，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，求輕桿對(duì)小球的作用力.【例2】答案分析題眼解析見解析設(shè)桿的彈力大小為F，與水平方向的夾角為.(1)彈簧對(duì)小球向左拉時(shí)：小球受力如圖甲所示.由平衡條件知：Fcos F1sin 37F2Fsin F1cos 37G代入數(shù)據(jù)解得：F5 N，53即桿對(duì)小球的作用力大小為5 N，方向與水平方向成53角斜向右上方.(2)彈簧對(duì)小球向右推時(shí)：小球受力如圖乙所示：由平衡條件得：Fcos F1sin 37F20Fsin F1cos 37G代入數(shù)據(jù)解得：F15.5 N，arctan .即桿對(duì)小球的作用力大小為15.5 N，方向與水平方向成arctan 斜向左上方. 如圖所示，輕繩AD跨過固定在水平橫梁BC右端的定滑輪掛住一個(gè)質(zhì)量為10 kg的物體，ACB30，g取10 m/s2，求：(1)輕繩AC段的張力FAC的大小；(2)橫梁BC對(duì)C端的支持力的大小及方向.【例3】答案(1)100 N(2)100 N方向與水平方向成30角斜向右上方解析(1)繩AC段的拉力大小為：FACFCDMg1010 N100 N(2)FCFACMg100 N方向和水平方向成30角斜向右上方.物理的學(xué)習(xí)特別強(qiáng)調(diào)分析、推理和建模能力的培養(yǎng)，特別是對(duì)于題目隱含條件的挖掘，找到解決問題的突破口，此稱為破題能力.在本章有一類典型的共點(diǎn)力平衡問題，即輕繩套輕環(huán)的動(dòng)態(tài)平衡分析問題，如圖所示.繩上套的是輕環(huán)，作用在繩上形成“活結(jié)”，此時(shí)繩上的拉力處處相等，平衡時(shí)與水平面所成夾角相等，即.當(dāng)動(dòng)點(diǎn)P移至P時(shí)，繩長(zhǎng)保持不變，夾角也保持不變，Q移至Q，這與繩“死結(jié)”模型截然不同.析題破題能力的培養(yǎng)析題破題能力的培養(yǎng)此類問題破題關(guān)鍵有兩點(diǎn)：(1)不計(jì)輕環(huán)與繩間的摩擦?xí)r，左右兩段繩中張力相等，左右兩段繩與豎直方向的夾角也相等.(2)總繩長(zhǎng)度不變時(shí)，sin ，繩中張力和繩與豎直方向的夾角隨兩懸點(diǎn)水平距離d的變化而變化. 如圖所示為建筑工地一個(gè)小型起重機(jī)起吊重物的示意圖.一根輕繩跨過光滑的動(dòng)滑輪，輕繩的一端系在位置A處，動(dòng)滑輪的下端掛上重物，輕繩的另一端掛在起重機(jī)的吊鉤C處，起吊重物前，重物處于靜止?fàn)顟B(tài).起吊重物過程是這樣的：先讓吊鉤從位置C豎直向上緩慢地移動(dòng)到位置B，然后再讓吊鉤從位置B水平向右緩慢地移動(dòng)到D，最后把重物卸在某一個(gè)位置.則關(guān)于輕繩上的拉力大小變化情況，下列說法正確的是A.吊鉤從C向B移動(dòng)過程中，輕繩上的拉力不變B.吊鉤從B向D移動(dòng)過程中，輕繩上的拉力變小C.吊鉤從C向B移動(dòng)過程中，輕繩上的拉力變大D.吊鉤從B向D移動(dòng)過程中，輕繩上的拉力不變【例4】答案解析d不變d變大 如圖所示，豎直放置的“ ”形支架上，一根不可伸長(zhǎng)的輕繩通過不計(jì)摩擦的輕質(zhì)滑輪懸掛一重物G，現(xiàn)將輕繩的一端固定于支架上的A點(diǎn)，另一端從B點(diǎn)(與A點(diǎn)等高)沿支架緩慢地向C點(diǎn)靠近，則繩中拉力大小變化的情況是A.變大 B.變小 C.不變 D.先變大后變小【例5】答案解析d不變