涉及绳子能发生突变的几个量
与绳子相连接的物体,它的基本物理量如弹力、速度、能量等,能发生突变,这种突变比较隐蔽,不容易发现,容易产生错解,这就要求我们要认真理解和把握这类情况,这样我们在分析和处理类似问题时就会站得更高,看得更远,考虑问题也就会更周全一些,这对我们解决问题大有益处。
一. 绳子的弹力可发生突变
由于绳子的特点,它的弹力可发生突变,它与弹簧不同,弹簧的弹力不能发生突变,同学们一定要注意区别,不能混淆。
例1. 如图1所示,一条轻弹簧OB和一根细绳OA共同拉住一个质量为m的小球,平衡时细绳OA是水平的,弹簧与竖直方向的夹角是,若突然剪断细绳OA,则在刚剪断的瞬间,弹簧拉力的大小是_________,小球加速度的方向与竖直方向的夹角等于_________,若将弹簧改为一根细绳,则在OA线剪断瞬间,绳OB的弹力大小是________,小球加速度方向与竖直方向夹角等于__________。
图1
分析与解答:这是一道典型的要区分细绳与弹簧有什么不同的题,只要我们认清细绳可发生突变,而弹簧不能发生突变的情况,则这就不是一道难题。
细绳未剪断前,小球所受重力,弹簧的拉力和细绳的拉力是平衡的,即重力与弹簧的拉力的合力是沿水平方向向右,大小,细绳剪断后,弹簧的形变不能马上改变,弹力仍保持原值,因重力、弹簧弹力不变,所以此时小球加速度方向是沿水平向右,即与竖直方向夹角是,若弹簧改用细绳,则OA线剪断瞬间,细绳OB的形变发生突变,小球有沿圆弧切线方向的加速度,故重力与绳OB的拉力的合力必沿切线方向,由此求得,夹角为。
二. 与绳子相连接的物体,速度发生突变