牛顿第二定律之 瞬时加速度专题(含答案解析)

牛顿第二定律之 瞬时加速度专题 物体的加速度与合力存在瞬时对应关系,所以分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析该时刻物体的受力情况及运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度,解决此类问题时,要注意两类模型的特点:
(1)刚性绳(或接触面)模型:这种不发生明显形变就能产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,恢复形变几乎不需要时间,故认为弹力立即改变或消失.
(2)弹簧(或橡皮绳)模型:此种物体的特点是形变量大,恢复形变需要较长时间,在瞬时问题中,其弹力往往可以看成是不变的.
加速度和力具有瞬时对应关系,即同时产生、同时变化、同时消失,分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析该时刻物体的受力情况及运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度. 分析瞬时变化问题的一般思路:
(1)分析瞬时变化前物体的受力情况(主要是分析瞬时变化前物体受到弹簧(或橡皮绳)的弹力),求出每个力的大小.
(2)分析瞬时变化后每个力的变化情况.
(3)由每个力的变化确定变化后瞬间的合力,由牛顿第二定律求瞬时加速度.
例1 如图所示,质量分别为m 和2m 的A 和B 两球用轻弹簧连接,A 球用细线悬挂起来,两球均处于静止状态,如果将悬挂A 球的细线剪断,此时A 和B 两球的瞬时加速度a A 、a B 的大小分别是
(  )
A .a A =0,a
B =0    B .a A =g ,a B =g
C .a A =3g ,a B =g
D .a A =3g ,a B =0
(变式练习1).如图所示,质量相等的A 、B 两小球分别连在弹簧两端,B 端用细线固定在倾角为30°光滑斜面上,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A 、B 两球的加速度分别为(    )
A.都等于2g
B.0和2g
C.g 和0
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D.0和g
(变式练习2)(瞬时加速度问题)如图所示,a 、b 两小球悬挂在天花板上,两球用细线连接,上面是一轻质弹簧,a 、b 两球的质量分别为m 和2m ,在细线烧断瞬间,a 、b 两球的加速度为(取向下为正方向)(  )
A .0,g
B .-g ,g
C .-2g ,g
D .2g,0
例2 如图所示,质量为m 的小球被水平绳AO 和与竖直方向成θ角的轻弹簧系着处于静止状态,现将绳AO 烧断,在绳AO 烧断的瞬间,下列说法正确的是(  )
A .弹簧的拉力F =mg cos θ
B .弹簧的拉力F =mg sin θ
C .小球的加速度为零
D .小球的加速度a =gtan θ
(变式练习3)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.当木板AB 突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为(重力加速度为g )(  )
A .0
B .233g
C .g
D .33
g
例3 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(    )
A.a 1=0,a 2=g
B.a 1=g ,a 2=g
C.a 1=0,a 2=g
D.a 1=g ,a 2=g
(变式练习4)如图所示,A 、B 两木块间连一轻杆,A 、B 质量相等,一起静止地放在一块光滑木板上,若将此木板突然抽去,在此瞬间,A 、B 两木块的加速度分别是(    )
A.a A =0,a B =2g
B.a A =g ,a B =g
C.a A =0,a B =0
D.a A =g ,a B =2g
染料废水例4(瞬时加速度问题)如图所示,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(取水平向右为正方向),某时刻突然撤去拉力F ,
此瞬间A 和B 的加速度为a 1和a 2,则(  )
A .a 1=a 2=0
B .a 1=a ,a 2=0
C .a 1=m 1m 1+m 2a ,a 2=m 2
m 1+m 2a          D .a 1=a ,a 2=-m 1m 2a
课堂作业
1.在倾角为θ的光滑斜面上放一球,球被竖直板挡住,如图所示,在拿开挡板后,小球的加速度为(    )
A. g sin θ,沿斜面向下
B.g cos θ,沿斜面向下
B. C.g tan θ,水平向左          D.,水平向左 2.三个质量相同的物块A ,B ,C ,用两个轻弹簧和一根轻线相连,如图所示,挂在天花板上,处于
静止状态,在将A,B间细线剪断的瞬间,A,B,C的加速度分别为多大?(取向下为正,重力加速度为g)
3.(多选)质量均为m的A,B两球之间系着一个不计质量的轻弹簧并放在光滑水平台面上,A球紧靠墙壁,如图所示,今用水平力F推B球使其向左压弹簧,平衡后,突然将力F撤去的瞬间(  BD )
投票箱制作A.A的加速度大小为
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B.A的加速度大小为零
C.B的加速度大小为
D.B的加速度大小为
4.(多选)如图所示,竖直放置在水平面上的轻弹簧上,放着质量为2 kg的物体A,处于静止状态.若将一个质量为3 kg的物体B轻放在A上,在轻放瞬间(g取10 m/s2)( CD  )
A.B的加速度为0
域名库B.B对A的压力大小为30 N
C.B的加速度为6 m/s20312模型
D.B对A的压力大小为12 N
5.如图所示,弹簧的一端固定在天花板上,另一端连一质量m=2 kg的秤盘,盘内放一个质量M=1 kg的物体,秤盘在竖直向下的拉力F作用下保持静止,F=30 N,在突然撤去外力F的瞬间,物体对秤盘的压力为(g=10 m/s2)( C  )
A.10 N
B.15 N
C.20 N
D.40 N
6.(多选)(难)如图所示,在动摩擦因数μ=0.2的水平面上,质量m=2 kg的物块与水平轻弹簧相连,物块在与水平方向成θ=45°角的拉力F作用下处于静止状态,此时水平面对物块的弹力恰好为零.g取10 m/s2,以下说法正确的是(  AB )
A.此时轻弹簧的弹力大小为20 N
B.当撤去拉力F的瞬间,物块的加速度大小为8 m/s2,方向向左
C.若剪断弹簧,则剪断的瞬间物块的加速度大小为8 m/s2,方向向右
D.若剪断弹簧,则剪断的瞬间物块的加速度为0
【教学反思】

本文发布于:2024-09-25 06:29:46,感谢您对本站的认可!

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