牛顿第二定律的瞬时性

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专题10牛顿第二定律的瞬时性问题-2024年新高二物理暑假查漏补缺(全国通用)

专题10牛顿第二定律的瞬时性问题-2024年新高二物理暑假查漏补缺(全国通用)

专题10 牛顿第二定律的瞬时性问题加速度与合外力具有瞬时对应关系,二者总是同时产生、同时变化、同时消失,牛顿第二定律的瞬时性问题具体可简化为以下两种模型:1.轻绳、轻杆和接触面:不发生明显形变就能产生弹力,在瞬时性问题中其弹力可以突变.这类问题一般要结合物体在状态突变后的运动来分析状态突变瞬间的加速度,因为状态突变瞬间是状态突变之后运动的初状态。

时性问题中,弹簧的弹力瞬间突变为零。

1.如图所示,在图1、2、3中的小球a、b和c完全相同,轻弹簧S1和S2完全相同,连接的轻绳l1和l2也完全相同,通过轻弹簧或轻绳悬挂于固定点O,整个系统处于静止状态。

现将图1中的轻绳l1剪断、图2中的轻弹簧S1剪断、图3中的轻绳l2剪断,将图1中的小球a的加速度大小记为a1,将图2中的小球b的加速度大小记为a2,将图3中的小球c的加速度大小记为a3,重力加速度大小为g。

则在剪断瞬间()A.a1=3g,a2=2g,a3=g B.a1=2g,a2=2g,a3=0C.a1=2g,a2=g,a3=g D.a1=2g,a2=g,a3=0【答案】D【解析】图1中,对三个小球体整体分析有F1=3mg剪断图1中的轻绳l1时,弹簧S1不能发生突变,弹力与剪断前相同,对小球体a分析有F1−mg=ma1解得a1=2g剪断图2中的轻弹簧S1,弹簧弹力突变为0,对小球体b、c分析有2mg=2ma2解得a2=g此时轻绳l2弹力为0。

剪断图3中的轻绳l2时,弹簧S1不能发生突变,弹力与剪断前相同,即此时小球体c受力仍然平衡,图3中的小球c的加速度大小记为a3=0综合上述可知a1=2g,a2=g,a3=0故选D。

2.物块A1、A2的质量均为m,B1、B2的质量均为2m,A1、A2用一轻杆连接,B1、B2用轻质弹簧连接。

两个装置都放在水平的支托物M上,处于平衡状态,如图所示。

今突然迅速地撤去支托物M,在除去支托物的瞬间,A1、A2加速度分别为a1和a2,B1、B2的加速度分别为a1′和a2′,则()A.a1=0,a2=2g,a1′=0,a2′=2g B.a1=0,a2=2g,a1′=g,a2′=2gC.a1=g,a2=g,a1′=0,a2′=2g D.a1=g,a2=g,a1′=g,a2′=g【答案】C【解析】A1、A2用一轻杆连接,它们的加速度始终相等,在除去支托物的瞬间,由它们组成的系统只受重力的作用,根据牛顿第二定律可知,它们的加速度a1=a2=g因为在除去支托物的瞬间,弹簧上的弹力不能突然消失(主要是弹簧不能突然恢复原长),所以B1的受力不变,加速度仍为零,即a1′=0而B2受到的竖直向上的支持力突然消失,受到的竖直向下的重力2mg和弹簧弹力2mg不变,加速度大小a2′=2g 综上分析,选项C正确,ABD错误。

牛顿第二定律(瞬时性)

牛顿第二定律(瞬时性)
以下两种典型的模型:
(1)轻绳,轻杆( 或接触面 ) ——不发生明显形变 就能产生弹力的物体,剪断( 或脱离) 后,不需要 形变恢复时间, 其弹力立即消失. 当外界条件 突然改变瞬间其弹力可以发生突然的改变, 比如 突然增大、 减小、消失等等。也就是可以发生突 变。
(2)弹簧( 或橡皮绳 ) ——两端同时连接 ( 或 附着 ) 有物体的弹簧 ( 或橡皮绳) ,特点是形 变量大,其形变恢复需要较长时间。在两端的约束 物仍然存在时, 在瞬时性问题中, 其弹力的大小 往往可以看成保持不变.
4ห้องสมุดไป่ตู้已知A质量为2Kg,B物体质量为3Kg,A物体静止
在轻质弹簧上,现将物块B轻放在物体A上,求B刚 放上去一瞬间所受到的支持力?
B
A
A
知小球与地面间恰好无挤压,地面的动摩擦因素为μ。 现剪短轻绳,求此瞬间小球的加速度
3.光滑的水平面上有一质量为m=1kg的小球,小球与水 平轻弹簧和与水平面成θ=30°的角的轻绳的一端相连, 如图所示,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力 恰好为零,当剪断绳的瞬间,小球的加速度大小及方向如 何?此时轻弹簧的弹力与水平面对球的弹力的比值为多少? (g=10m/s2)
牛顿第二定律的瞬时性
牛顿第二定律的瞬时性
A A
B B
课堂练习
1.如图所示,质量为m的小球用水平轻质弹簧系住,并用倾 角为30°的光滑木板AB托住,小球恰好处于静止状态.在木 板AB突然撤离的瞬间,重力加速度为g,小球的加速度为?
2.轻质弹簧左端与竖直墙壁相连,右端与质量为m的小
球相连,连接小球的轻绳与竖直方向的夹角为θ,已

3.牛顿第二定律

3.牛顿第二定律

(二)分析的基本思路:
1.对研究对象的初状态进行受力分析,根 据条件列方程求出有关物理量;
2. 根据力的变化情况,对研究对象的末 状态进行受力分析,列方程求解。
例1、两球质量均为m,两根轻绳1和2,
突然迅速剪断1,剪断瞬间A、B的加速度为多少?来自1A2
B
▪ 原题、两球质量均为m,两根轻绳1和2,突 然迅速剪断1,剪断瞬间A、B的加速度为多 少? 变式1:将轻绳2改变成轻质弹簧,则情 况又如何?
1 A
2
B
▪ 原题、两球质量均为m,两根轻绳1和2,突 然迅速剪断1,剪断瞬间A、B的加速度为多 少? 变式2、变式1中整个装置以a匀加速上升, 则情况又怎样?
a
1
A
2
B
例2、(1)如图 (A)所示,一质量为m的物体系于长度分别为, 的两根细线上,的一端悬挂在天花板上,l1与竖直方向夹角为 θ,l2水平拉直,物体处于平衡状态。现将线剪断l2 ,求剪断 瞬时物体的加速度。
牛顿第二定律的瞬时性问题
牛顿第二定律的瞬时作用:
牛顿第二定律揭示的加速度a与合外力F 的正比关系是“瞬时”的依存关系。有 力,就有加速度,任一时刻的合外力对 应着该时刻的瞬时加速度。力改变,加 速度亦同时改变。
应用一:瞬时变化问题
(一)三个理想模型的理解: 1.轻绳(不计质量的刚性绳) (1)不可伸长——沿绳索方向的速度大小相
等、方向相反。 (2)不能承受压力,拉力必沿绳的方向。 (3)内部张力处处相等,且与运动状态无关。 (4)弹力可以突变。 注意刚性绳与弹性绳的区别,弹性绳的弹力不
能突变。一般没特别说明,绳是指刚性绳。
2.轻弹簧(不计质量)
(1)弹簧的弹力是连续变化的,不能突 变。

牛顿第二定律-瞬时性

牛顿第二定律-瞬时性

牛顿第二定律——瞬时性问题分析【思维提升】1.力和加速度的瞬时对应性是高考的重点。

物体的受力情况应符合物体的运动状态,当外界因素发生变化(如撤力、变力、断绳等)时,需重新进行运动分析和受力分析,切忌想当然。

2.求解此类瞬时性问题,要注意以下四种理想模型的区别:【针对训练】1.如图所示,一木块在光滑水平面上受一恒力F 作用而运动,前方固定一个弹簧,当木块接触弹簧后( C ) A .将立即做变减速运动B .将立即做匀减速运动C .在一段时间内仍然做加速运动,速度继续增大D .当弹簧处于最大压缩量时,物体的加速度为零2.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a 1、a 2。

重力加速度大小为g 。

则有( C )A .a 1=0,a 2=gB .a 1=g ,a 2=gC .a 1=0,a 2=m +MM gD .a 1=g ,a 2=m +MMg3.如图所示,质量分别为m 、2m 的球A 、B 由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在正在竖直向上做匀加速运动的电梯内,细线中的拉力为F ,此时突然剪断细线,在线断的瞬间,弹簧的弹力的大小和小球A 的加速度大小分别为( A )A .2F 3,2F 3m +gB .F 3,2F 3m +gC .2F 3,F3m +gD .F 3,F3m+g4.物块A 1、A 2、B 1、B 2的质量均为m ,A 1、A 2用刚性轻杆连接,B 1、B 2用轻质弹簧连接。

两个装置都放在水平的支托物上,处于平衡状态,如图所示。

今突然迅速地撤去支托物,让物块下落。

在除去支托物的瞬间,A 1、A 2受到的合力分别为f 1和f 2,B 1、B 2受到的合力分别为F 1和F 2。

则( B )A .f 1=0,f 2=2mg ,F 1=0,F 2=2mgB .f 1=mg ,f 2=mg ,F 1=0,F 2=2mgC .f 1=0,f 2=2mg ,F 1=mg ,F 2=mgD .f 1=mg ,f 2=mg ,F 1=mg ,F 2=mg5.如图所示一根轻质弹簧上端固定,下端挂一质量为m 0的平盘,盘中有一物体,质量为m 。

3-2_牛顿第二定律—瞬时性问题、等时性问题

3-2_牛顿第二定律—瞬时性问题、等时性问题

R+ r g ,即所用的时间t与倾角θ无关,所以t1=t2,B项正
第三章 牛顿运动定律
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主干回顾固基础 典例突破知规律 特色培优增素养 高考模拟提能训 限时规范特训
(1)物体沿着位于同一竖直圆上的所有过圆周最低点的光 滑弦由静止下滑, 到达圆周最低点的时间均相等, 且为 t=2 (如图甲所示). (2)物体沿着位于同一竖直圆上的所有过顶点的光滑弦由 静止下滑,到达圆周低端时间相等为 t=2 R g (如图乙所示). R g
间,木块 1 、 2 的加速度大小分别为 a1 、
a2.重力加速度大小为g.则有( )
A. a1=0,a2=g B. a1=g,a2=g m+ M C. a1=0,a2= M g m+ M D. a1=g,a2= M g
[解题探究]
提示:不变
(1)木板抽出后的瞬间,弹簧的弹力变吗?
提示:
木块1
木块2
[尝试解答] 选 C. 依题意可知,小球受重力 mg、弹簧的弹力 F1 和细线的拉 力 F2 作用处于平衡状态,根据共点力的平衡知识可得 F1 = 4 mg 5 mgtan53° = mg,F2= = mg,故选项 A、B 均错误;细 3 cos53° 3 线烧断的瞬间,弹簧对小球的弹力不变,此时重力与弹簧弹力 5 5 的合力 F′=F2= mg,由牛顿第二定律可得加速度 a= g,故 3 3 选项 C 正确;
物体的受力情况或运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速
度,此类问题应注意以下几种模型:
特性 模型 轻绳 橡皮绳
受外力时 的形变量 微小不计 较大
力能 否突变 可以 不能
产生拉力 或支持力 只有拉力 没有支持力 只有拉力没 有支持力 既可有 拉力也可 有支持力 既可有 拉力也可 有支持力

牛顿第二定律应用----瞬时性问题

牛顿第二定律应用----瞬时性问题

L1
θ
y
L1
θ
律得:物体的加速度 mgsinθ=ma .
θ a=gsinθ
a
x
mg
例2、若将图1(a)中的细线L1改为长度相同、质 量不计的轻弹簧,如图2(b)所示,其他条件不变 ,现将L2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度。( 重力加速度为g) OL L1 θ 1 L2
图2(b)
解:剪断细线前, 小球所受mg和弹簧F的 合力与T等大反向,大小等于T=mgtanθ, 弹簧弹力F=mg/cosθ
答案、C
解析:如图,AB静止时,对AB
A B
x
kx-2mg=0
A B
F
y
受力F时,对AB有
K(x+y)-2mg-F=0
撤去力F时,AB受到的合 力为F,对AB有 F=2ma
对 A有 FN-mg=ma
解之得
FN=1.5N
2、如图4所示,A、B的质量分别为 mA=0.2kg , mB=0.4kg , 盘 C 的 质 量 mC=0.6kg,现悬挂于天花板O处,处于静 止状态.当用火柴烧断O处的细线瞬间,木 块A的加速度aA= ,木块B对盘C的压力 NBC= N.(取g=10m/s2) O
A
解:撤去木板C前, 对A、B球进行受力分析
kx m g ①
N kx 2m g ②
C
kx A
B
N
撤去木板C瞬时,A和B的重力及弹簧 的弹力不变 ,B物体受到的支持力突 然变为零,所以
kx mg aA 0 m 2mg aB 1.5 g 2m
F T m mg
θ
细线剪断瞬间,T立即消失,弹簧弹力不变, 仍为F=mg/cosθ,小球所受mg和F的合力不 变,仍为mgtanθ,加速度大小a=gtanθ,方 向水平向右,

牛顿第二定律之瞬时性问题

牛顿第二定律之瞬时性问题智慧物理【总结】一、瞬时性问题1.牛顿第二定律的表达式为:F 合= 。

加速度由物体所受 决定,。

加速度的方向与物体所受 的方向一致;当物体所受合外力发生突变时,加速度也随着发生 ,而物体运动的速度 发生突变。

2.两种模型的区别(1)轻绳、轻杆和接触面: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,原有弹力立即消失或 ,即会发生突变。

(2)轻弹簧、蹦床和橡皮条:当轻弹簧两端与物体相连(即两端为固定端)时,由于物体有惯性,弹簧的长度不会发生 ,所以在瞬时问题中,其弹力大小认为是 的,即此时弹簧弹力不突变。

二、解题思路1.分析瞬时变化前物体的受力情况;2.分析瞬时变化后哪些力变化或消失;3.求出变化后物体所受合力,根据牛顿第二定律列方程;4.求瞬时加速度。

【专题练习】一、填空题1.如图所示,A B 、两小球用细线连接,C D 、两小球用轻弹簧连接,双手分别提起A C 、两球,使四个小球均在空中处于静止状态,双手同时释放A C 、瞬间(空气阻力不计,重力加速度为g ),小球B 的加速度大小为____________,小球D 的加速度大小为____________。

2.如图所示,两系统均处于静止状态,绳和弹簧质量不计。

重力加速度为g ,则剪断OA 、OC 上端绳的瞬时,物体A 、B 、C 、D 的瞬时加速度分别为:a A=______a B=______ac =______a D=______3.如图甲、乙所示,图中细线均不可伸长,两小球均处于平衡状态且质量相同.如果突然把两水平细线剪断,剪断瞬间小球A的加速度的大小为________,方向为________;小球B 的加速度的大小为________,方向为________;图甲中倾斜细线OA与图乙中弹簧的拉力之比为________(θ、重力加速度g已知).4.如图所示,质量为m的小球用一根细线和一根轻弹簧悬挂起来,小球静止时,细线水平,而弹簧与竖直成θ角。

牛顿第二定律的性质(2)

牛顿第二定律的性质:
1:瞬时性:加速度和力的关系是瞬时对应, a与 F同时产生,同时变化,同时消失;
2:矢量性:加速度的方向总与合外力方向相同;
3:独立性(或相对性):当物体受到几个力的 作用时,可把物体的加速度看成是各个力单 独作用时所产生的分加速度的合成;
4:牛顿运动定律的适应范围:是对宏观、低速 物体而言;
动态分析问题
雨滴从高空由静止落下,若雨滴 下落时空气对其的阻力随雨滴 下落的速度增大而增大, 试正确 做出反映雨滴下落运动速度随 时间变化情况的图象
v
t
临界问题
1.如图所示,质量为m的小 球用细绳挂在倾角为37°的光 滑斜面顶端,斜面静止时, 绳与斜面平行,现斜面向左 加速运动。 (1)当a1=g时,细绳对 小球的拉力多大? (2)当a2=2g呢?
则当将两物体由静
止释放后,弹簧秤
的读数是多少?
M1
M2
传送带问题
学习重点、难点、疑点、突破 水平传送带问题的演示与分析 传送带问题的实例分析 传送带问题总结
难点与疑点:
难点:传送带与物体运动的牵制。关键是受 力分析和情景分析 疑点:牛顿第二定律中a是物体对地加速度,运 动学公式中S是物体对地的位移,这一点必须 明确。
A
B
例3:一传送带装置示意如图,传送带与地面倾 角为37 °,以4m/s的速度匀速运行,在传送带 的低端A处无初速地放一个质量为0.5kg的物 体,它与传送带间动摩擦因素μ=0.8,A、B间长 度为25m, 求:
(1)说明物体的运动性质(相对地面)
(2)物体从A到B的时间为多少? (sin37° =0.6)
Tcosθ-Nsinθ=ma Tsinθ+Ncosθ=mg解得 T=mgsinθ+macosθ

牛顿第二定律及其应用

牛顿第二定律的理解
1.瞬时性:牛顿第二定律说明力的瞬时效应能产生加速度,物体的加速度和物体所受的合外力总是同生、同灭、同时变化,所以它适合解决物体在某一时刻或某一位置时的力和加速度的关系问题。

2.矢量性:力和加速度都是矢量,物体的加速度方向由物体所受合外力的方向决定。

牛顿第二定律的数学表达式F合=ma中,等号不仅表示左右两边数值相等,也表示方向一致。

3.独立性:当物体受到几个力的作用时,各力将独立地产生与其对应的加速度(力的独立作用原理),而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果。

即:∑Fx =max,∑Fy=may。

4.同一性:合外力F、质量m、加速度a三个物理量必须对应同一个物体或同一个系统;加速度a相对于同一惯性关系(一般以地面为参考系)。

牛顿第二定律适用范围
1.牛顿第二定律只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系)。

2.牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。

牛顿第二定律的瞬时性问题

牛顿第二定律的瞬时性问题根据牛顿第二定律的表达式F=ma,物体的加速度与物体所受的合外力总是同时产生、同时变化、同时消失,故物体的合外力与其加速度具有瞬时对应关系。

所以,合外力恒定时加速度恒定不变,合外力变化时加速度随之发生变化。

在某些情况下物体的合外力受力条件突然发生变化,要求分析物体加速度的变化,这类问题我们称为瞬时性问题。

一、瞬时性问题的解题步骤二、两种模型1、轻绳、轻杆和接触面这些物体产生弹力时没有明显的形变,剪断或脱离后,恢复形变不需要时间,弹力立即消失或改变,如果题目中没有特殊说明,我们均可认为轻绳、轻杆和接触面的弹力发生突变。

例题1:如图甲、乙所示,质量为m的两物体分别用长度均为L的细线悬挂在天花板上的A、B、C、D 四点,A、B及C、D两点间的距离也为L,甲图中物体通过一小段细线悬挂,而乙图中两根等长细线直接系在物体上,现在剪断悬挂在B、D两点的细线,则在剪断细线的瞬间,物体的加速度为()A. 甲图中物体的加速度为0,乙图中物体的加速度为gB. 甲图中物体的加速度为12g,乙图中物体的加速度为32g分析原状态受力情况,求出原状态下各力的大小和方向。

原状态当前状态加速度若原状态是平衡状态,则由平衡条件求解,若原状态处于加速状态,则由牛顿第二定律求解。

分析当前状态与原状态的间的差异,发生了哪些变化?分析当前状态的受力情况,确定合外力,由牛顿第二定律求解加速度。

C. 甲图中物体的加速度为g,乙图中物体的加速度为1 2 gD. 甲图中物体的加速度为32g,乙图中物体的加速度为0分析与解:甲图中细线剪断后,物体将做自由落体运动,直至细线被拉直,所以剪断的瞬间物体加速度为g;乙图中细线剪断后,物体将绕C点做圆周运动,其加速度垂直细线,所以加速度为12g。

答案:C例题2:(多选)如图所示,质量分别为M=10kg和m=5kg的两物体通过细线连接,已知物体M与水平面的摩擦因数为0.1,物体m与水平面的摩擦因数为0.2,用恒定的外力F=30N拉着两物体在水平面上做匀加速运动,某时刻,突然撤去外力F的瞬间,下列说法正确的是()A.两物体的加速度大小均为43m/s2B.细线的拉力为10NC.物体m的加速度为2m/s2D. 细线的拉力为零分析与解:撤去力F的瞬间,由于物体m所受摩擦力产生的加速度大于物体M所受摩擦力产生的加速度,所以两细线间没有拉力,两物体加速度不同,物体M的加速度为1 m/s2,物体m的加速度为2 m/s2.答案:CD例题3:(多选)如图所示,箱子内用两根细线将质量为m的小球悬挂在A、B两点,其中细线AO与水平方向成600角,细线BO水平,箱子做竖直向上的匀加速直线运动,加速度a=g,g为重力加速度。

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牛顿第二定律的瞬时性
牛顿第二定律的几个特性:
瞬时性a与F对应同一时刻,即a为某时刻的加速度时,F为该时刻物体所受合力,加速度随合外力同时产生、同时变化、同时消失。

因果性
F是产生a的原因,物体具有加速度是因为物体受到了力。

矢量性加速度与合外力都是矢量,它们的方向始终相同,加速度的方向唯一由合外力的方向决定。

同一性①加速度a相对同一惯性系(一般指地面)
②ma
F=中,a
m
F、
、对应同一物体或同一系统。

③ma
F=中,各量统一使用国际单位。

独立性①作用于物体上的每个力都独立地产生一个加速度且遵循牛顿第二定律
②物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和。

(合加速度)
局限性①只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(小于光速)的情况
②只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(小于光速)的情况
例:如图所示,如图所示,轻弹簧下端固定在水平面上。

一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。

在小球下落的这一全过程中,下列说法中正确的是()
A.小球刚接触弹簧瞬间速度最大
B.从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上
C.从小球接触弹簧到到达最低点,小球的速度先增大后减小
D.从小球接触弹簧到到达最低点,小球的加速度先减小后增大
解析:小球的加速度大小决定于小球受到的合外力。

从接触弹簧到到达最低点,弹力从零开始逐渐增大,所以合力先减小后增大,因此加速度先减小后增大。

当合力与速度同向时小球速度增大,所以当小球所受弹力和重力大小相等时速度最大。

选CD。

10.在光滑水平面上有一物块受水平恒力F的作用而运动,在其正前方固定一个足够长的轻质弹簧,如图所示,当物块与弹簧接触并将弹簧压至最短的过程中,下列说法正确的是BCD
A.物块接触弹簧后即做减速运动
B.物块接触弹簧后先加速后减速
C.当弹簧处于压缩量最大时,物块的加速度不等于零
D.当物块的速度为零时,它所受的合力不为零
(2012•四川)如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变.用水平力,缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0,此时物体静止.撤去F后,物体开始向左运动,运动的最大距离为4x0.物体与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.则()
A .撤去F 后,物体先做匀加速运动,再做匀减速运动
B .撤去F 后,物体刚运动时的加速度大小为g m
kx μ-0 C .物体做匀减速运动的时间为g
x μ02 D .物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为μmg (x 0−k
mg μ)
2.力与加速度的瞬时对应关系
物体所受合外力的方向决定了其加速度的方向,合力与加速度的大小关系是ma F =,只要有合力,不管速度是大,还是小,或是零,都有加速度,只有合力为零,加速度才能为零,一般情况下,合力与速度无必然的关系,只有速度变化才与合力有必然的联系。

a 与F 对应同一时刻,即a 为某时刻的加速度时,F 为该时刻物体所受合力,加速度随合外力同时产生、同时变化、同时消失。

例:如图所示,两个质量相同的小球A 和B ,甲图中球用不可伸长的细线连接,然后用细绳挂起来,若剪断悬线OA 的瞬间,A 球和B 球的加速度分别是多少?乙图中两球间用轻弹簧连接,也用细绳悬挂起来,剪断细绳瞬间,A 球和B 球的加速度又分别是多少?
解析:不可伸长的细绳的张力变化时间可以忽略不计,因此可称为“突变弹力”。

甲图中剪断OA 后,
A 、
B 两球立即达到共同加速度,A 、B 间的细绳张力立即变为零,故有g a a B A ==。

当A 、B 间是轻弹簧相连时,剪断OA 后,弹簧形变量尚未改变,其弹力将逐渐减小,可称为“渐变弹力”。

因此,这时B 球加速度仍为零,即0=B a ,A 球加速度为g a A 2=。

①轻绳不需要形变恢复时间,在瞬时问题中,其弹力可以突变,成为零或别的值。

②轻弹簧(或橡皮绳)需要较长的形变恢复时间,在瞬时问题中,其弹力不能突变,大小不变。

如图所示,一质量为m 的物体系于长度分别为1l 、2l 的两要根细线上,1l 的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,2l 水平拉直,物体处于平衡状态。

现将2l 剪断,求剪断瞬间物体的加速度?
(1)对图甲的情况,2l 剪断的瞬间,绳1l 不可伸缩,物体的加速度只能沿垂直1l 的方向,
有:1sin ma mg =θ
则θsin 1g a =,方向为垂直于1l 斜向下。

(2)对图乙的,设弹簧上拉力为1T F ,2l 线上拉力
为2T F ,重力为mg ,物体在三力作用下保持平衡,
有:mg F T =θcos 1
21sin T T F F =θ
得θtan 2mg F T =
剪断线的瞬间,2T F 突然消失,物体即在2T F 反方向获得加速度。

因此2tan ma mg =θ,所以加速度θtan 2g a =,方向在2T F 的反方向,即水平向右。

2.如图所示,细绳拴一个质量为m 的小球,小球用固定在墙上的水平弹簧支撑,小球与弹簧不粘连,平衡时细绳与竖直方向的夹角为0
53,
求:小球静止时细绳的拉力大小?
烧断细线瞬间小球的加速度?
4.如图4所示,在光滑的水平面上,质量分别为m 1和m 2的木 块A 和B 之间用轻弹簧相连,在拉力F 作用下,以加速度a 做匀加速直线运动,某时刻突然撤去拉力F ,此瞬时A 和B 的加速度为a 1和
A .a 1=a 2=0
B .a 1=a ,a 2=0
C .a 1=m 1m 1+m 2a ,a 2=m 2m 1+m 2
a D .a 1=a ,a 2=-m 1m 2a
5.(2010·广州模拟)如图5所示,质量为m 的小球用水平轻弹簧系住,并用倾角为30°的光滑木板AB 托住,小球恰好处于静止状态.当木板AB 突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为( )
A .0 B.233
g C .g D.33
g 如图,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a 1、a 2.重力加速度大小为g .则有( )
A .a 1=g ,a 2=g
B .a 1=0,a 2=g
C .a 1=0,M
M m a +=
2 D .D .a 1=g ,M
M m a +=2。

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