【物理教案】2021江苏高考物理：第二章本章学科素养提升

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1．轻杆、轻绳和轻弹簧的模型问题

轻杆

轻绳

轻弹簧

模型图示

形变

特点

只能发生微小形变

柔软，只能发生微小形变，

各处张力大小相等

既可伸长，也可压缩，各

处弹力大小相等

方向

特点

不一定沿杆，固定杆中

可以是任意方向

只能沿绳，指向绳收缩的

方向

沿弹簧轴线，与形变方向

相反

作用效

果特点

可以提供拉力、支持力

只能提供拉力

可以提供拉力、支持力

模

型

特

点

大小突

变特点

可以发生突变

一般不能发生突变

解决三种模型问题时应注意的事项：

(1)轻杆、轻绳、轻弹簧都是忽略质量的理想化模型．

(2)分析轻杆上的弹力时必须结合物体的运动状态．

(3)讨论轻弹簧上的弹力时应明确弹簧处于伸长还是压缩状态．

例1　如图 1所示，光滑滑轮本身的质量可忽略不计，滑轮轴 O安在一根轻木杆上，一根轻

绳AB 绕过滑轮，A端固定在墙上，且 A端与滑轮之间的轻绳保持水平，B端挂一个重物，

木杆与竖直方向的夹角为 θ＝45°，系统保持平衡．若保持滑轮的位置不变，改变夹角 θ的大

小，则滑轮受到木杆的弹力大小的变化情况是(　　)

图1

A．只有 θ变小，弹力才变大

B．只有 θ变大，弹力才变大

C．无论 θ变大还是变小，弹力都变大

D．无论 θ变大还是变小，弹力都不变

解析　无论 θ变大还是变小，水平段轻绳和竖直段轻绳中的拉力不变，所以这两个力的合力

不变，合力与木杆对滑轮的弹力平衡，故滑轮受到木杆的弹力不变，故 D正确．

答案　D

例2　(2019·广东惠州市第一中学综合测试)如图 2所示，小球 A置于固定在水平面上的光滑

半圆柱体上，小球 B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上，两小球 A、B通过光滑滑轮 O用轻质

细线相连，两球均处于静止状态，已知 B球质量为 m，O点在半圆柱体圆心 O1的正上方，OA

与竖直方向成 30°角，OA 长度与半圆柱体半径相等，OB 与竖直方向成 45°角，重力加速度为

g，则下列叙述正确的是(　　)

图2

A．小球 A、B受到的拉力 FTOA 与FTOB 相等，且 FTOA＝FTOB＝

B．弹簧弹力大小为

C．A球质量为

D．光滑半圆柱体对 A球支持力的大小为 mg

解析　隔离小球 B，对 B受力分析，根据共点力平衡得：

水平方向有：

FTOBsin 45°＝F，

竖直方向有：

FTOBcos 45°＝mg，

则弹簧弹力 F＝mg，FTOB＝

mg，

根据定滑轮的特性知：FTOA＝FTOB＝

mg，故 A、B错误；

对A受力分析，如图所示：

由几何关系可知拉力 FTOA 和支持力 FN与水平方向的夹角相等，夹角为 60°，则有 FNcos 60°＝

FTOAcos 60°，则 FN＝FTOA＝

mg，

故可得：2FTOAsin 60°＝mAg，

解得 mA＝

m，故 C正确，D错误．

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