知识点12：瞬时性问题及超重与失重现象 拔尖版-2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习

知识点12：瞬时性问题及超重与失重现象 考点一：瞬时性问题 【知识思维方法技巧】 （1）瞬时变化的特点：①发生明显形变的物体（轻弹簧、橡皮筋），在两端都连有物体的情况下，弹力不能突变，瞬时变化后弹力不变。轻弹簧连接体瞬时变化后不能当作整体。 ②发生微小形变的物体（轻绳、轻杆、桌面），弹力可以突变。突变情况根据物体后面的运动状态来判断。轻绳、轻杆连接体瞬时变化后可以当作整体。 （2）瞬时性解题思路：分析瞬时前后的受力情况和运动情况，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度。 （3）剪断绳子或撤去外力后，两物体用轻杆连接，采用整体法，得出整体的加速度，再隔离单个物体分析；两物体用轻绳连接，可假设绳子有力(绳子绷直)采用先整体后隔离的方法，判断假设是否成立，从而得出正确的结论． 题型一：轻绳连接体模型瞬时性问题 【知识思维方法技巧】 撤去外力后，两物体用轻绳连接，可假设绳子有力（绳子绷直）采用先整体后隔离的方法，判断假设是否成立，从而得出正确的结论． 【典例1拔尖题】如图所示，两个轻质滑轮用无弹性的轻质细绳连接，一个滑轮下方挂着重物A，另一个滑轮下方挂着重物B，悬挂滑轮的绳均竖直，重物B用手固定。已知A、B质量均为m，重力加速度大小为g，忽略一切摩擦和空气阻力。松开手的瞬间，重物B的加速度大小是(　　) A. g B. g C. g D. g 题型二：轻弹簧连接体模型瞬时性问题 【知识思维方法技巧】 剪断绳子或撤去外力后，两物体用弹簧连接，只能采用隔离单个物体分析。 类型一：无摩擦力作用模型 【典例2a拔尖题】 如图所示，一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上，另一端连着A小球，同时水平细线一端连着A球，另一端固定在右侧竖直墙上，弹簧与竖直方向的夹角是60°，A、B两小球分别连在另一根竖直弹簧两端。开始时A、B两球都静止不动，A、B两小球的质量相等，重力加速度为g，若不计弹簧质量，在水平细线被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为(　　) A.aA＝aB＝g B.aA＝2g，aB＝0 C.aA＝g，aB＝0 D.aA＝2g，aB＝0 【典例2a拔尖题对应练习】如图所示，2019个质量均为m的小球通过完全相同的水平轻质弹簧(始终在弹性限度内)相连，在水平拉力F的作用下，一起沿光滑水平面以加速度a向右做匀加速直线运动，设1和2之间弹簧的弹力为F1－2,2和3之间弹簧的弹力为F2－3,2018和2019之间弹簧的弹力为F2018－2019，则下列结论正确的是(　　) A．F1－2∶F2－3∶…∶F2018－2019＝1∶2∶3∶…∶2018 B．从左到右每根弹簧长度之比为1∶2∶3∶…∶2018 C．如果突然撤去拉力F，撤去F瞬间，第2019个小球的加速度为，其余每个球的加速度依然为a D．如果1和2两个球间的弹簧从第1个球处脱落，那么脱落瞬间第1个小球的加速度为0，第2个小球的加速度为2a，其余小球的加速度依然为a 类型二：有摩擦力作用模型 【典例2b拔尖题】(多选)如图所示，质量均为m的A、B两个小滑块用轻弹簧连接放在倾角θ＝30°的固定斜面上，物块C的质量为2m，B、C通过细线跨过光滑的定滑轮相连接，整个装置处于静止状态。若滑块A、B与斜面间的动摩擦因数相同(μ＜1)，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧弹力大小为mg(g为重力加速度)。则下列说法正确的是(　　) A. 滑块A受到的摩擦力大小为mg，滑块B不受摩擦力 B. 弹簧处于拉伸状态，A、B所受摩擦力大小均为mg，方向均沿斜面向下 C. 剪断弹簧后，滑块A仍保持静止状态 D. 剪断细线的瞬间，滑块B的加速度可能为g 题型三：轻杆连接体模型瞬时性问题 【知识思维方法技巧】 剪断绳子或撤去外力后，两物体用轻杆连接，采用整体法，得出整体的加速度，再隔离单个物体分析；两物体用轻绳连接，可假设绳子有力（绳子绷直）采用先整体后隔离的方法，判断假设是否成立，从而得出正确的结论． 【典例3拔尖题】如图甲、乙所示，细绳拴一个质量为m的小球，小球分别用固定在墙上的轻质铰链杆和轻质弹簧支撑，平衡时细绳与竖直方向的夹角均为53°，轻杆和轻弹簧均水平。已知重力加速度为g，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。下列结论正确的是(　　) A.甲、乙两种情境中，小球静止时，细绳的拉力大小均为mg B.甲图所示情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小为g C.乙图所示情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小为g D.甲、乙两种情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小均为g 题型四：组合连接体模型瞬时性问题 【典例4拔尖题】如图所示，A、B、C、D四个小球质量分别为m、4m、2m、3m，用细线连着，在A和C之间细线上还串接有一段轻弹簧，悬挂在光滑定滑轮的两边并处于静止状态．弹簧的形变在弹性限度内，重力加速度大小为，则下列说法正