知识点12：瞬时性问题及超重与失重现象 提高版-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提高题】如图所示，两轻绳拴接一定质量的小球，两轻绳与竖直方向的夹角分别为30°和60°。若在剪断a绳的瞬间，小球的加速度大小为a1；在剪断b绳的瞬间，小球的加速度大小为a2。则a1：a2为 (　　) A.1∶1 B.2∶1 C.∶1 D.2∶1 【典例1提高题对应练习1】如图所示，细绳l1与l2共同作用于质量为m的小球而使其处于静止状态，其中细绳l1与竖直方向的夹角为θ，细绳l2水平，重力加速度为g，不计空气阻力．现剪断细绳l2，则剪断瞬间 A．小球立即处于完全失重状态 B．小球在水平方向上的加速度大小为gsin 2θ C．细绳l1上的拉力大小为 D．小球受到的合力大小为mgtan θ，方向水平向右 【典例1提高题对应练习2】(多选)如图所示，质量为m的小球被一根轻质橡皮筋AC和一根绳BC系住，当小球静止时，橡皮筋处在水平方向上．重力加速度为g，下列判断中正确的是(　　) A．在AC被突然剪断的瞬间，BC对小球的拉力不变 B．在AC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsin θ C．在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为 D．在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsin θ 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提高题】如图所示，质量分别为m1、m2的A、B两小球分别连在弹簧两端，B小球用细绳固定在倾角为30°的光滑斜面上，若不计弹簧质量且细绳和弹簧与斜面平行，在细绳被剪断的瞬间，A、B两小球的加速度大小分别为( 　　) A．都等于 B．0和 C．和0 D．0和 【典例2a提高题对应练习】如图所示，质量为m的光滑小球A被一轻质弹簧系住，弹簧另一端固定于水平天花板上，小球下方被一梯形斜面B托起保持静止不动，弹簧恰好与梯形斜面平行，已知弹簧与天花板夹角为30°，重力加速度g取10 m/s2，若突然向下撤去梯形斜面，则小球的瞬时加速度为(　　) A．0 B．大小为10 m/s2，方向竖直向下 C．大小为5 m/s2，方向斜向右下方 D．大小为5 m/s2，方向斜向右下方 类型二有摩擦力作用模型 【典例2b提高题】如图所示，在水平面上有一小物体P，P与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.8，P用一水平轻质弹簧与左侧墙壁连在一起，P在一斜向上的拉力F作用下静止，F与水平方向间的夹角θ＝53°，并且P对水平面无压力．已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力．则撤去F瞬间P的加速度大小为(　　) A．0 B．2.5 m/s2 C．12.5 m/s2 D．无法确定 【典例2b提高题对应练习】 如图所示，在动摩擦因数μ＝0.2的水平面上有一个质量m＝1 kg的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ＝45°角的不可伸长的轻绳一端相连，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零．在剪断轻绳的瞬间(g取10 m/s2)，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是(　　 ) A．小球受力个数不变 B．水平面对小球的弹力仍然为零 C．小球将向左运动，且a＝8 m/s2 D．小球将向左运动，且a＝10 m/s2 题型三：轻杆连接体模型瞬时性问题