内容正文:
专题:牛顿第二定律的瞬时性问题
1
不发生明显形变就能产生弹力,剪断(或脱离)后,不需要时间恢复形变,弹力立即消失(或改变)。
1.轻绳、轻杆和接触面
两种模型
2.弹簧、蹦床和橡皮筋
当弹簧的两端与物体相连时,由于突变瞬间默认物体位置不变,弹簧形变量不变,弹簧弹力不变(剪断弹簧除外)
3.瞬时加速度的求解步骤
(1)分析原状态下物体的受力情况,求出各力大小.
①若处于平衡状态,则利用平衡条件求解;
②若处于加速状态,则利用牛顿第二定律求解.
(3)利用牛顿第二定律求出物体瞬时加速度.
③弹性绳、弹簧"迟钝",瞬间弹力不变.
(2)分析状态变化瞬间,哪些力变化,变为多大,哪些力不变.进而求出物体在状态变化瞬间所受的合力.
①剪断时:"一剪没",剪哪哪没(突变为0);
②不剪断时:非弹性绳、杆"聪明",要多少给多少(任意突变);
例1.如图所示,质量为10kg 的物体A静止在竖直的轻弹簧上面,质量为2.5 kg的物体B用细线悬挂起来,A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间, B对A的压力大小为(取 g =10 m /)( )
A .0
B .20 N
C .25 N
D .125 N
B
变式1.如图所示,轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连,下端与另一质量为M的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间木块1、2的加速度大小分别为、.重力加速度大小为 g ,则有( )
A .=0,=g
B .=g,=g
C .=0,=g
D .=g,=g
C
例2.如图所示, A 、 B 两球用细线悬挂于天花板上且静止不动,两球质量 =2,两球间是一个轻质弹簧。如果突然剪断悬线,则在剪断悬线瞬间( )
A . A 球加速度为g , B 球加速度为g
B . A 球加速度为g , B 球加速度为0
C . A 球加速度为g , B 球加速度为0
D . A 球加速度为g , B 球加速度为g
B
变式2.如图所示,质量均为m的小球1、2用轻绳a、c和轻质弹簧b悬挂并连接,两小球均处于静止状态,轻绳a与竖直方向的夹角为30°,轻绳c水平,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A .轻绳a上拉力的大小为mg
B .轻弹簧b上拉力的大小为mg
C .剪断轻绳a的瞬间,小球1加速度大小为g
D .剪断轻绳c的瞬间,小球2加速度大小g
C
例题3.如图所示,在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一个质量m=1kg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10m/)。下列说法中正确的是( )
A.小球受力个数不变
B.小球立即向左运动,且a=8m/
C.小球立即向左运动,且a=10m/
D.若剪断的是弹簧,则剪断瞬间小球加速度为零
B
变式3.如图一水平传送带上表面放置质量为0.8kg物块,物块A左侧与水平轻弹簧相连,弹簧另一端固定在墙壁上,传送带速度不变且与弹簧,竖直墙面不接触,物块A右侧和与竖直方向成θ=37°的不可伸长的轻绳一端相连且保持静止。轻绳张力不为0,弹簧形变量为6cm,物块与传送带的动摩擦因数μ=0.2,弹簧劲度系数100N/m ,sin37°=0.6。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法错误的是( )
A .弹簧弹力大小为6N
B .剪断轻绳瞬间物块A所受力的个数少1
C .剪断轻绳瞬间物块A加速度大小为5.5m/
D.剪断轻绳瞬间A加速度方向水平向左
B
例题4.如图所示,两个质量分别为=1kg、=2 kg 的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧测力计连接。两个大小为=30N、=15N的水平拉力分别作用在A、B上,则( )
A .系统运动稳定时,弹簧测力计的示数是45N
B .系统运动稳定时,弹簧测力计的示数是15N
C .在突然撤去的瞬间,A的加速度大小为25m/
D .在突然撤去的瞬间,B的加速度大小为7.5m/
C
例题5.如图所示,倾角θ=30°且上表面光滑的斜面体c置于水平地面上,滑块b置于斜面上,通过轻绳跨过光滑轻质定滑轮与物体a连接,其中连接b的一段轻绳与斜面平行,连接a的一段轻绳竖直,a下端连接在竖直固定在地面的轻弹簧上,整个系统保持静止。已知a、b、c的质量均为2m,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A .杆对滑轮的作用力大小为2mg
B .剪断轻绳的一瞬间,a的加速度大小为0.5g
C .地面对c的摩擦力为mg,方向水平向左
D .若将弹簧撤去,a将会向下做匀加速直线运动,且加速度的大小为0.5g
B
$