在高中物理中，我們經(jīng)常遇到由光棒連接的物體。 我們在這里討論的是一個理想的光棒，無論質(zhì)量如何，都不能拉伸或壓縮。 導(dǎo)光棒有什么特點(diǎn)？
1、從力的角度來看
光棒上的力處處相等，且方向不一定沿著光棒的方向。
導(dǎo)光棒所施加的彈力可起到拉、推、壓、支撐等作用。
① 導(dǎo)光棒一端固定，彈力不一定沿導(dǎo)光棒方向。
例：如圖所示，將一根質(zhì)量可忽略不計(jì)的輕質(zhì)彈性桿P插入桌子上的一個小孔中。 一根質(zhì)量為 m 的小球固定在桿的另一端。 現(xiàn)在小球在水平面上做一個半徑為r的均勻圓。 運(yùn)動，角速度為ω，桿對球施加的力（重力加速度為g）
【分析】
F?的大小是mg和mω2r的合力。
迷人的物理學(xué)
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例：如圖所示，小車上固定一根彎曲的硬桿ABC，C端固定一個質(zhì)量為m的小球，已知α角恒定。 當(dāng)小車以加速度為gtanα的勻加速直線運(yùn)動向左水平移動時，BC桿對球的作用力為____； 當(dāng)小車以加速度為a的勻加速直線運(yùn)動水平向右移動時，桿BC對球施加的力為___。
②燈桿一端與鉸鏈連接，彈力必須沿桿方向。
例：如圖所示，將導(dǎo)光桿A端用光滑的水平鉸鏈安裝在垂直墻壁上，B端用水平繩固定在墻壁C上，并懸掛重物P。 重物被水平力 F 緩慢地向右拉起。 P()過程中桿AB上的壓力
A、變得更大
B、變小
C.先變小，后變大
D、不變
【分析】
在慢慢拉起重物P的過程中，重物P的合力為零。 根據(jù)平衡條件，得到PB繩的拉力與θ的關(guān)系。 然后，研究B點(diǎn)，分析受力情況，并根據(jù)平衡條件對AB桿進(jìn)行分析。 壓力的變化。
以重物P為研究對象，在緩慢拉動重物P的過程中，重物P的合力為零。 根據(jù)平衡條件，我們得到：
Gp是重量P的重力
T2cosβ=Gp…①
對于B點(diǎn)，我們有
垂直：
Ncosα=T2cosβ…②
由①②得：N=Gp/cosα。 可見，如果N不變，桿AB上的壓力不變。 所以選D
示例：圖 A 和 B 中的集光棒保持靜止。 A桿下端可自由轉(zhuǎn)動，B桿下端插入墻壁。 嘗試在圖像A和B中畫出桿在O點(diǎn)處施加的力的方向。（O點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)）
【分析】A是一根自由桿，力必須沿著桿的方向，如圖A所示（如果F?1不沿著桿，桿就會旋轉(zhuǎn)，這與已知的不一致）。 B為固定桿，力由O點(diǎn)施加，由其所處狀態(tài)決定，此時力是平衡的。 由平衡條件可知，桿的支撐力F?2的方向與mg和F?的合力方向相反，如圖B所示。
如圖（a）所示，輕繩AD穿過固定在水平梁BC右端的定滑輪，懸掛質(zhì)量為M?的物體，∠ACB=30°； 圖(b)中，集光棒HG的一端用鉸鏈固定在豎墻上，另一端G由細(xì)繩EG拉動。 EG也與水平方向成30°。 一根質(zhì)量為 M2 的物體被一根繩子 GF 拉到光棒的 G 點(diǎn)。 尋找：
(1) 弦AC段的張力F??與弦EG的張力F??的比值；
(2)集光棒BC對C端的支撐力；
(3)集光棒HG對G端的支撐力。
例：如圖所示，兩個小球a、b可看作質(zhì)點(diǎn)，用剛性光桿連接起來，然后用兩根等長的光繩掛在O點(diǎn)。 已知小球a和b的質(zhì)量比為ma:mb=√3:1，細(xì)桿的長度是細(xì)繩長度的兩倍。 當(dāng)兩個球處于平衡狀態(tài)時，細(xì)桿與水平面的夾角為θ，繩索上的彈力Oa為F，繩索Ob上的彈力為F物理資源網(wǎng)，那么下列哪種說法是正確的()
A.θ=20°
B.θ=15°
C.Fa:Fb＝√3:1
D.Fa:Fb＝1:√3
【分析】
2.從體育角度來看
①光棒兩端沿棒方向的分速度相等，棒的一端相對另一端作圓周運(yùn)動。
兩端速度關(guān)系為V?cosθ=V?sinθ。
②光棒兩端沿光棒方向去除向心加速度后的分加速度相等。 （沿桿方向的加速度不一定相等）
3.從能源角度
光棒對兩端物體做的功之和為零，只起到能量轉(zhuǎn)換和傳遞的作用。
例：如圖所示，將兩個質(zhì)量分別為2m、3m的小球固定在直角尺的AB兩端。 在直角尺的頂點(diǎn)O處有一條光滑的固定旋轉(zhuǎn)軸。 A0和BO的長度分別為2L。 從水平位置的正方形 AO 部分開始，B 位于 O 正下方。讓系統(tǒng)開始從靜止?fàn)顟B(tài)自由旋轉(zhuǎn)，找到：
(1) 當(dāng)A到達(dá)最低點(diǎn)時，球A的速度為v；
(2) 球B能上升的最大高度h；
(3) 球B開始旋轉(zhuǎn)后所能達(dá)到的最大速度v?。
示例：桿形成等邊三角形支架。 A處固定一個質(zhì)量為2m的小球，B處固定一個質(zhì)量為2m的小球，支架懸掛在O點(diǎn)，可以繞過O點(diǎn)，固定軸垂直于支架所在平面位于。 回轉(zhuǎn)。 開始時，OB垂直于地面。 松開手后，它開始移動。 不管有什么阻力，下列哪項(xiàng)陳述是錯誤的 (A)
當(dāng)AA球到達(dá)最低點(diǎn)時，其速度為零。
球BA機(jī)械能的減少等于球B機(jī)械能的增加。
CB球向左揮動時所能到達(dá)的最高位置應(yīng)高于A球開始移動時的高度。
D、當(dāng)支架從左向右擺動回來時高中物理彈性繩，A球一定會回到起始高度。
【分析】
桿對系統(tǒng) A 和 B 不做功，系統(tǒng) A 和 B 的機(jī)械能守恒。
示例：一根沒有質(zhì)量的細(xì)棒長 2L。 一端固定在光滑的水平軸O上。在桿的另一端和桿的中點(diǎn)處固定有質(zhì)量為m的小球。 然后桿從水平位置開始從靜止開始，在垂直平面內(nèi)自由擺動，如圖所示。 求當(dāng)球 B 從水平位置向下擺動到垂直位置時，桿對球 B 所做的功。
【分析】
A、B的角速度相等高中物理彈性繩，桿對A、B系統(tǒng)不做功，只對A、B系統(tǒng)做功。 桿對球 B 所做的功就是 B 機(jī)械能的變化。