【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

模

型

特

点

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

大小突

变特点可以发生突变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＝mg

B．弹簧弹力大小为 mg

C．A球质量为 m

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．

答案　C

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