2013高考物理 考前必看知识点一.doc

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1、2013高考物理考前必看知识点一杆的模型应用及受力情况分析中学物理研究问题的思想方法，虽然在课本中没有明确指出，但它已经渗透到各部分内容的叙述中，只要留心就会发现这样的事实，物理学研究问题时，往往先从大量的事实中，抽象出它们的化身———理想化模型(如描述物体的有：质点、点电荷等；描述运动的有：匀变速直线运动、匀速圆周运动、简諧振动等；描述过程的有：弹性碰撞、等温变化、等幅振荡等；描述状态的有：热学中的平衡状态、电学中的静电平衡等；描述器件的有：如单摆、理想电表、理想变压器等……)，再对模型进行研究，得出有关的定义、概念、规律等知识，最后用这些规律性的知识去解决问题，这

2、就是中学物理研究问题的基本方法。即从实际问题分析总结得出模型研究得出规律运用解决实际问题。因此，在解决实际问题时，能否全面的掌握已经学过的模型（条件、范围、意义等）,是否能从问题所设定的情境中恰当地确认模型、正确地建立模型、熟练地应用模型是解决问题的关键。物理学中杆是很常见的。由于杆在实际中往往起到传递力和力矩的作用，它受到的可能是压力、拉力，有时可能是切力。其方向可能沿杆的方向，也可能和杆有一定的夹角。正是因为这样，实际中在没有明确给出杆的质量的情况下，我们通常将杆简化为：没有质量，不考虑粗细及形变的轻质细杆，即轻质细杆模型。但实际问题是复杂的，在有些情况下只能将杆

3、简化为：没有质量、没有形变，但必须考虑粗细的轻质粗杆，即轻质粗杆模型。对杆的这两种模型来说，无论杆受力怎样，运动状态如何，总有：其合力为零；力矩的代数和为零，这是分析轻质杆受力问题的依据。现举例分析两种模型的应用。AαDCB图1例1．小车上有轻质杆支架，B端固定一质量为m的小球，ADC端为铰链，D为AB的中点，CB两点在同一水平线上，如图1所示，则1）当小车静止时，球和CD杆对AB杆的作用力各多大？2）当小车以加速度a向左运动时，球和CD杆对AB杆的作用力又怎样？分析：1）当小车F1mg图1a静止时，系统平衡，要分析小球和CD杆对AB杆的作用力，必须先分析小球和CD杆

4、的受力情况。以小球为研究对象：受力DC图1b如图1a，这时有F1＝mg,即小球给AB杆的作用力大小为mg,方向竖直向下。以CD杆为研究对象：C端和D端各受一个力作用AN1‘αDCBF1‘图1c（CD为轻质细杆，不计杆的重力）而平衡，这两个力一定合力为零，合力矩为零。受力如图1b，其方向一定沿CD连线，大小相等，方向相反，与CD的形状无关。因此AB杆受力如图1c，以A为轴，由ΣM＝0得：F1‘ABsinα－N1’ADsin(180º－2α)=0-4-AN2‘αDCBF2‘图1e所以N1‘＝mg/cosα2）当小车以加速度a向左运动时，以小球为研究对象，这时杆给小球的作用

5、力既有竖直分量和mg平衡；又有水平分量产生加速度a,如图1d，有F2＝m，F2Θmg图1dtgθ＝a/gCD杆的受力如前。故对AB杆，受力如图1e以A为轴，由ΣM＝0得：F2‘ABsin(α－θ)－N2‘ADsin（180º－2α）＝0所以N2’＝m(gtgα-a)/sinα可见，当agtgα时，θ>α,CD杆中有拉力，沿CD方向，AB杆B端F2‘的反向延长线在∠ABC内。例2．如图2所示，质量均为m的小

6、球ABCD分别用轻质杆相连，AB＝CD＝2L，AC、BD、OE为细绳，且AC＝BD＝L，E为AB的中点，试求：BD剪断瞬时，OE绳内的张力？分析：因为杆为轻质杆，OAEBCD图2每个小球及杆的受力如图2a,下杆不受力（否则不能满足合力为零，合力矩为零），而a1a2a3一定相等（因为ACN1TN2a1T1a2T1mgN1N2mga3mgmgg图2a间绳不可伸长AE＝BE）由此可得方程：mg＋T1—N1＝ma①N2－mg＝ma②Mg－T1＝ma③N1L＝N2L④解得：N1＝N2＝4mg/3所以T＝N1＋N2＝8mg/3例3、质量为m＝6kg半径为R的球B，固定在与半径等长

7、的轻杆AD的一端，另一端可绕A转动，球搁在放置于水平地面的物体C上，此杆水平，如图3，球与物体间的动摩擦因数μ＝0.4，将物体从球下匀速向右抽出，则杆的两端受到的力如何？ADBC图3(g＝10m/s2)分析：杆球受NFAFD1，FD2，FD1FD2fmg图3c力情况如图3a,杆-4-球受力可转化为三个共点力,FA必过A、E两点，杆球受NFAEfmg图3a力情况如图3a，以为A转动轴ΣM＝0得方程：mg2R＝N2R＋fRf＝μN解得：N＝50N所以，f＝20N故将FA分解为竖直分量FAy＝mg－N，水平分量FAx＝f,则：NFDDEfmg图3bFA＝＝