来源:《中学物理教学参考》2002年第09期  作者:王夫玉,赵德杰
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圆周运动中的轻绳、轻杆和轻弹簧

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圆周运动中常涉及到“轻绳”、“轻杆”和“轻弹簧”模型 ,“轻绳”“轻杆”及“轻弹簧”是由各种实际情况中的绳、杆和弹簧抽象出来的理想物理模型 .作为这一类模型 ,一般情况下 ,“轻”往往是 (相对其他物体来说 )指其质量可以忽略 ,所受重力可以忽略 ,而绳和杆则往往是其形体在同一直线上 ,且其长度不发生变化 ,而弹簧可以伸长也可以被压缩 .由此导致这类模型在圆周运动中具有其特有的关系 ,本文拟对此关系和规律及应用作一简单的讨论 .一、轻绳对物体只能产生沿绳收缩方向的拉力例 1 如图 1所示 ,一摆长为 L的单摆 ,摆球的质量为 m,要使摆球能在竖直平面内做完整的圆周运动 ,那么摆球在最底点的速度 v0 至少要多大 ?解析 小球在最高点的受力情况如图 1图 1所示 ,由牛顿第二定律得mg+ T=mv2L2 ,由于 m、L一定 ,所以小球在最高点的速度 v越小 ,此时绳中拉力 T就越小 ,当 T=0时 ,小球具有不脱离轨的最小速度 ,因此当 v0 最小时 ,在最高点有mg=mv2L2 ,从最底点到最高点 ,小球机械能守恒 ,有12 mv0 2 =2 mg L + 12 mv2 ,由以上各式联(本文共计2页)......[继续阅读本文]

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