轻绳、轻杆、轻弹簧三种模型之比较
在力学中有很多的研究对象是通过“轻绳”“轻杆”“轻弹簧”连接的,在实际解题过程中,发现不少同学对这三种模型的特点、区别还不够清楚,容易混淆,造成解题错误。下面就这三种模型的特点和不同之处及应用进行归纳,希望对大家有所帮助。
一. 三种模型的主要特点
1. 轻绳
(1)轻绳模型的建立
轻绳或称为细线,它的质量可忽略不计,轻绳是软的,不能产生侧向力,只能产生沿着绳子方向的力。它的劲度系数非常大,以至于认为在受力时形变极微小,看作不可伸长。
(2)轻绳模型的特点
①轻绳各处受力相等,且拉力方向沿着绳子;
②轻绳不能伸长;
③用轻绳连接的系统通过轻绳的碰撞、撞击时,系统的机械能有损失;
④轻绳的弹力会发生突变。
2. 轻杆
(l)轻杆模型的建立
轻杆的质量可忽略不计,轻杆是硬的,能产生侧向力,它的劲度系数非常大,以至于认为在受力时形变极微小,看作不可伸长或压缩。
(2)轻杆模型的特点
①轻杆各处受力相等,其力的方向不一定沿着杆的方向;
②轻杆不能伸长或压缩;
③轻杆受到的弹力的方式有拉力或压力。
3. 轻弹簧
(1)轻弹簧模型的建立
轻弹簧可以被压缩或拉伸,其弹力的大小与弹簧的伸长量或缩短量有关。
(2)轻弹簧的特点
①轻弹簧各处受力相等,其方向与弹簧形变的方向相反;
②弹力的大小为F=kx,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的伸长量或缩短量;
③弹簧的弹力不会发生突变。
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