物理教學中剛性繩、彈簧、輕桿產生的彈力特點及運用

摘 要：中學物理中有關剛性繩、彈簧、輕桿產生的彈力分析是常見的問題，它們雖然都是由于彈性形變而產生彈力，但它們產生的彈力有各自的特點，在中學的物理中它們也都是理想化的模型，了解它們的共同之處和弄清楚它們之間的差異，可以避免在處理問題時出現分析錯誤。

關鍵詞：剛性繩 彈簧 輕桿

中圖分類號：G633 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）05（c）-0105-01

1 剛性繩產生的彈力特點

中學物理中剛性繩是以絕對柔軟的物體來處理的，它只傳遞拉力，不能產生支撐力，并且拉力的方向是指向繩的收縮方向。由于剛性繩是被理想化的模型，處理問題時是不考慮它的彈性形變量，所以剛性繩產生的彈力是可以突變的，即如果使繩子產生彈力的外力消失或變化時，繩的拉力也立即消失或變化。同樣的道理當兩根繩子同時作用在物體時，其中一根繩子突然斷開，另一根繩子對物體的拉力大小也會發生突變。所以在分析受繩子作用的物體的受力大小或物體的加速度時，應明確繩子產生的彈力可以突變的特點，先確定外力變化或繩子斷開時物體將發生什么運動，再根據運動規律求解相關的物理量。

例如：如圖1所示，一個質量為m的小球用兩根繩子懸吊處于靜止狀態，其中AB繩水平，CD繩與豎直方向成θ角，求：（1）剪斷AB繩之前CD繩拉力的大小及方向；（2）剪斷AB繩的瞬間CD繩拉力的大小和物體的加速度。

分析：（1）剪斷AB繩之前小球受力如圖2所示，由平衡條件，可得mg與FCD的合力F與FAB的大小相等，方向相反。……