牛顿定律的应用(5)弹簧类问题一.连接题问题例1.如图所示,在一粗糙水平上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2,中间用一原长为 、劲度 系数为k的轻弹簧连结起来,木块与地面间的动摩擦因数为 ,现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是(2 001年湖北省卷) A. B. C. D. A二.瞬时加速度问题例2.如图A 所示,一质量为m的物体系于长度分别为l1、l2的两根细线上,l1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,l2水平拉直,物体处于平 衡状态。现将l2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度。轻质弹簧的特点: 1.弹力为变力,其大小遵循胡克定律 2.弹力不可突变(弹簧两端连 接物体时) 轻绳的受力特点:轻绳的形变很小,轻绳的力可以突变(l)下面是某同学对该题的一种解法:解:设l1线上拉力为T1,线上拉力 为T2,重力为mg,物体在三力作用下保持平衡 T1cosθ=mg, T1sinθ=T2, T2=mgtgθ剪断线的瞬间,T2 突然消失,物体即在T2反方向获得加速度。因为mg tanθ=ma,所以加速度a=g tanθ,方向在T2反方向。。 (2)若将图A 中的细线l1改为长度相同、质量不计的轻弹簧,如图B所示,其他条件不变,求解的步骤和结果与(l)完全相同,即 a=g tanθ,你认 为这个结果正确吗?请说明理由。 解:(1)错。因为I2被剪断的瞬间,l1上的张力大小发生了变化。(2)对。因为G被剪断的瞬间,弹簧 的长度未及时发生变化,弹力的大小和方向都不变。 练习:质量相同的小球A和B系在质量不计的弹簧两端,用细线悬挂起来,如图,在剪断绳子 的瞬间,A球的加速度为 , B球的加速度为 。如果剪断弹簧呢?B总结:剪断的瞬间,若弹 簧两端有物体,则弹簧上的弹力不发生变化,若一端有物体,则弹簧上的弹力瞬间消失。2g0 |
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