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[!--downpath--]輕質(zhì)物體是理想化的模型，質(zhì)量可以忽略不計(jì)，如：“輕繩”、“輕桿”、“輕彈簧”等。
這樣的“光物體”里到底蘊(yùn)藏著什么信息呢？
1、輕物體沒(méi)有慣性
質(zhì)量是慣性的唯一衡量標(biāo)準(zhǔn)。 因此，速度可以突然改變，彈簧力也可以突然改變。
示例：如圖所示，
一個(gè)小球和兩個(gè)輕彈簧套在一根夾角為30°的光滑桿上。 兩個(gè)彈簧一端連接小球，另一端分別用螺釘M、N固定在桿上，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)。 假設(shè)拔出螺母M（去掉彈簧a）時(shí)小球的加速度為6m/s2，如果不拔出螺母M，但拔出螺母N（去掉彈簧b），則加速度為球可能是 ( g 取 10m/s2) ()
A.11m/s2，沿桿
B.11m/s2，桿上
C.1m/s2，桿上
D.1m/s2，沿桿向下
分析：設(shè)球的質(zhì)量為m物理彈簧彈力公式，沿桿向上的斜率為正方向。 剛開(kāi)始力平衡時(shí)，會(huì)有：F?+F?-°=0 當(dāng)螺母M拔出時(shí)，球的加速度為6m/s2，方向可能是向上或向下。 由牛頓第二定理：FN-°=±m(xù)a 當(dāng)螺母N移開(kāi)時(shí)，小球受到M彈簧和重力G的作用，加速度為：a′==-11m/s2或1m/s2，所以B和C是正確的。彈簧力可以逐漸或突然改變。 在這個(gè)問(wèn)題中，彈簧力突然變化。
示例：緩沖裝置的理想模型如圖所示。 光桿上連接有剛度系數(shù)足夠大的光彈簧。 光桿可以在固定的凹槽內(nèi)連通，凹槽與凹槽之間的滑動(dòng)摩擦力始終為f。 當(dāng)燈條向右連接不超過(guò)1根時(shí)，設(shè)備即可安全工作。 如果質(zhì)量為 m 的卡車以速度 v 撞擊彈簧，則會(huì)導(dǎo)致燈條向右移動(dòng) l/4。 燈條與凹槽之間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，不考慮卡車與地面的摩擦力。
(1)若彈簧的剛度系數(shù)為k，求燈條開(kāi)始連接時(shí)彈簧的壓縮量x；
(2) 為了使裝置安全工作，允許卡車撞擊的最大速度v?；
(3)討論裝置安全工作時(shí)反沖速度v'與卡車沖擊速度v的關(guān)系。
2、輕物體在任何狀態(tài)下的合力都為零
輕物體在任何狀態(tài)下的合力都為零，但這并不意味著輕物體只能處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，輕物體的加速度不需要力。
例：如圖所示，將一根長(zhǎng)度為l的光繩一端套在一根帶有光環(huán)的水平光滑桿上物理彈簧彈力公式，另一端連接一個(gè)質(zhì)量為m的小球。 一開(kāi)始，系在球上的繩子被拉緊并旋轉(zhuǎn)。 進(jìn)入與橫桿平行的位置，然后輕輕松開(kāi)。 當(dāng)繩子和橫桿形成角度θ時(shí)，球的水平方向和垂直方向速度的權(quán)重是多少？
分析：由于繩子和環(huán)都很輕，合力為零，因此球處于自由落體狀態(tài)。 光環(huán)和球體不受水平方向的外力作用，速度方向不改變。
例：在光滑的水平地面上放置一塊長(zhǎng)而輕的木板，在木板上放置兩個(gè)質(zhì)量為 m?=1kg 和 m?=2kg 的物體 A 和 B，求 A 和 B 之間的動(dòng)摩擦力的質(zhì)數(shù)與木板μ=0.2，水平恒力F作用在木塊A上，如圖所示，
（重力加速度g取10m/s2）。 然后 （）
A、如果F=1N，木塊和木板都是靜止的
B、若F=1.5N，則木塊A受到的摩擦力為1.5N
C、若F=4N，則木塊B受到的摩擦力為4N
D、若F＝8N，則塊B的加速度為1m/s2
示例：如圖所示，
在水平面上固定一個(gè)夾角為α的等邊三角形斜面，在斜面上方的斜面一側(cè)鋪設(shè)足夠長(zhǎng)的輕質(zhì)帶，帶與斜面之間無(wú)摩擦。飛機(jī)。 現(xiàn)在將質(zhì)量為M和m（M>m）的小木塊同時(shí)輕輕地放在斜面兩側(cè)的絲帶上。 兩個(gè)物體與帶子之間的動(dòng)摩擦力的素?cái)?shù)相等，最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的大小相等。 在α角取不同值的情況下，下列說(shuō)法正確的是（）。
A、兩個(gè)木塊的摩擦力大小總是相等
B、兩個(gè)物體不可能同時(shí)相對(duì)于色帶靜止
CM不能相對(duì)色帶滑動(dòng)
Dm 不可能相對(duì)于斜坡下滑
【分析】M、m分別受到重力、支撐力和摩擦力的作用，光帶受到兩個(gè)物體的摩擦力。
A 項(xiàng)中，由于絲帶較輕，因此絲帶的質(zhì)量為 m?=0，f?-f?=m?a=0，所以 f?=f? 兩個(gè)物體在其上的摩擦力相等。 根據(jù)牛頓第三定理，兩個(gè)物體所受摩擦力的大小總是相等，因此A項(xiàng)是正確的。
B項(xiàng)中，由于兩個(gè)物體受到的摩擦力相同，且M對(duì)色帶的正壓力小于m對(duì)色帶的正壓力，因此如果它們要滑動(dòng)，則m必須滑動(dòng)。 如果mgsinθ大于最大靜摩擦力，則m可以相對(duì)于帶子靜止，因此兩個(gè)物體可能同時(shí)相對(duì)于帶子靜止，因此B項(xiàng)是錯(cuò)誤的。
在C項(xiàng)中，M不可能相對(duì)于色帶滑動(dòng)。 如果M滑動(dòng)，則很難平衡色帶所受到的兩個(gè)摩擦力。 因此C項(xiàng)是正確的。
D項(xiàng)中，若mgsinθ大于最大靜摩擦力，則m可以相對(duì)于絲帶靜止，兩個(gè)物體隨絲帶一起向左移動(dòng)，此時(shí)m相對(duì)于斜面向下滑動(dòng)，所以D項(xiàng)是錯(cuò)誤的。
綜上所述，本題正確答案為AC。
3、輕質(zhì)物體起到傳遞能量的作用
對(duì)于沒(méi)有明顯變形的“光繩、光桿”來(lái)說(shuō)，由于沒(méi)有質(zhì)量，所以無(wú)法承載機(jī)械能，因此在許多做功和能量問(wèn)題中往往起到“傳遞”能量的中間作用。
例：如圖所示，用一根長(zhǎng)度為L(zhǎng)的光棒連接兩個(gè)質(zhì)量分別為m和2m的小球a和b，兩個(gè)小球可以繞經(jīng)過(guò)光中心O的水平軸公轉(zhuǎn)桿無(wú)摩擦地旋轉(zhuǎn)。 現(xiàn)在讓輕棒處于水平位置，無(wú)初速度釋放，重球b上升，輕球a下降，形成旋轉(zhuǎn)，當(dāng)棒轉(zhuǎn)為垂直時(shí)（ ）
A。 球b的重力勢(shì)能減小，動(dòng)能減小
B． 小球的重力勢(shì)能減小，動(dòng)能減小
C。 球a和球b的總機(jī)械能守恒
D． 光棒對(duì)a球做正功，對(duì)b球做負(fù)功，兩球做的功絕對(duì)值相等【分析】
A項(xiàng)中，向上運(yùn)動(dòng)的速度減小，所以動(dòng)能減小，高度減小，所以勢(shì)能減小，所以A項(xiàng)是正確的。
B項(xiàng)中，a向下運(yùn)動(dòng)的速度減小，高度減小，所以動(dòng)能和勢(shì)能都減小，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤。
C項(xiàng)，球a和球系統(tǒng)僅靠重力做功，機(jī)械能守恒，故C項(xiàng)正確。
D項(xiàng)中，a的動(dòng)能和勢(shì)能均減少，機(jī)械能也減少。 根據(jù)重力以外的力，對(duì)物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化。 可以看出，桿對(duì)球a做正功。 根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律，可知桿對(duì)球做負(fù)功，且對(duì)兩個(gè)球所做的功絕對(duì)值相等，故D項(xiàng)正確。
綜上所述，本題正確答案是ACD
能量的傳遞是通過(guò)光棒分別對(duì)兩個(gè)球體做功的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
示例：如圖所示，
質(zhì)量為 m 的塊仍在地面上，并且輕彈簧連接到塊的前部。 握住彈簧下端向上移動(dòng)H，將木塊緩慢提升h，拉力F做功W。 無(wú)論彈簧的質(zhì)量如何，木塊都會(huì)下降。 正確的說(shuō)法是（ ）
A.重力功-mgh，重力勢(shì)能減少mgh
B、彈性功-W，彈性勢(shì)能減少W
C、重力勢(shì)能減小mgh，彈性勢(shì)能減小FH
D.重力勢(shì)能減小mgh，彈性勢(shì)能減小W?-mgh
【分析】重力功-mgh，重力勢(shì)能△Ep=–W?=-(-mgh)=mgh，重力勢(shì)能減少mgh； 物體緩慢上升意味著速度不變，因此物體的動(dòng)能不變，△E彈起=WГ+W?=WГ–mgh，彈性勢(shì)能減小-WГ－mgh，所以彈性力確實(shí)起作用-W ?+mgh，所以ABC 是錯(cuò)誤的，D 是正確的。
【另一種解釋】整個(gè)過(guò)程可以分為兩個(gè)階段：一是彈簧拉伸，直到木塊即將離開(kāi)地面，拉力克服彈力做功??=一顆W子彈，等于彈性勢(shì)能的減少； 另一種是彈簧寬度不變，物體上升h，力克服重力做功W?2=W?=mgh，等于重力勢(shì)能的減少，由W?=W??+W?2 ，可知A、B、C錯(cuò)誤，D正確。
【問(wèn)題】
1、以F和彈簧的節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象，將動(dòng)能定律應(yīng)用到該節(jié)點(diǎn)上，WГ+=△E?=0，得到彈力-WГ所做的功，以及彈性勢(shì)能量減少W 。 我認(rèn)為B項(xiàng)是正確的。
2、以物體為研究對(duì)象，將動(dòng)能定律應(yīng)用到物體上，W炸彈+W?=△E?=0
W炸彈=－W?=mgh
△E炸彈=-W炸彈=-mgh
彈簧被拉伸，彈性勢(shì)能減小。 這個(gè)答案顯然是錯(cuò)誤的。
從能量守恒定律的角度來(lái)說(shuō)，WГ=△E彈+mgh。
更否認(rèn)上述方法是錯(cuò)誤的，原因是輕物體起到了傳遞能量的作用。
能量的傳遞是通過(guò)光彈簧對(duì)塊體做功的形式實(shí)現(xiàn)的。
