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    浅析“轻绳”、“轻杆”和“轻弹簧”
    作者:黄宏标    文章来源:兴华科学教育网    点击数:    更新时间:2009-6-3

    广西百色凌云县中学 黄宏标

    中学阶段常涉及到“轻绳”、“轻杆”和“轻弹簧”模型,这三种模型都是由各种实际情况中的绳、杆和弹簧抽象出来的理想化物理模型。但它们的成因和特性并不完全相同,由此导致这类模型在实际应用中有很多同学混淆出错,笔者拟对这三种模型的特点及区别应用作一些简单的讨论。

    一、三个模型的正确理解

    1. 轻绳模型

    轻绳也称细线,它的质量可忽略不计;轻绳是软的;同时它的劲度系数非常大,可认为在受外力作用时它的形变极微小,看作不可伸长;其弹力的主要特征是:①不能承受压力,不能产生侧向力,只能产生沿绳收缩方向的拉力。②内部张力大小处处相等,且与运动状态无关。③轻绳的弹力大小可发生突变。

    2. 轻杆模型

    轻杆的质量可忽略不计,轻杆是硬的,它的劲度系数非常大,可认为在受外力作用时形变极微小,看作不可伸长或压缩;其弹力的主要特征是: ①轻杆既可产生压力、也可产生拉力,且能产生侧向力(力的方向不一定沿着杆的方向);②轻杆各处受力大小相等,且与运动状态无关;③轻杆的弹力可发生突变。

    3. 轻弹簧模型

    轻弹簧的质量可忽略不计,可以被压缩或拉伸。其弹力的主要特征是:①轻弹簧能产生沿弹簧轴线伸缩方向的压力或拉力;②轻弹簧各处受力大小相等,且与弹簧形变的方向相反;③轻弹簧产生的弹力是连续变化的,不能发生突变,只能渐变(除弹簧被剪断外);④在弹性限度内,弹力的大小与弹簧的形变量成正比,即Fkx,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的伸长量或缩短量。

    二、三种模型的主要区别及应用

    下面结合例题分析它们的区别及应用:

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