1、考点6对牛顿第二定律应用的考查例如图1所示,A、B两滑环分别套在间距为1 m的光滑细杆上,A和B的质量之比为13,用一自然长度为1 m的轻弹簧将两环相连,在A环上作用一沿杆方向、大小为20 N的拉力F,当两环都沿杆以相同的加速度a运动时,弹簧与杆夹角为53.(cos 530.6)图1(1)求弹簧的劲度系数;(2)若突然撤去拉力F,在撤去拉力F的瞬间,A的加速度大小为a,a与a之比为多少?审题突破(1)以两球和弹簧组成的整体为研究对象,根据牛顿第二定律求出加速度,再以B为研究对象求出弹簧的弹力,由胡克定律求出弹簧的劲度系数(2)若突然撤去拉力F,在撤去拉力F的瞬间,弹簧的弹力没有来得及变化,再分
2、析受力,由牛顿第二定律求解a与a之比解析(1)先取A、B和弹簧组成的整体为研究对象,弹簧弹力为内力,杆对A、B的支持力与加速度方向垂直,在沿F方向应用牛顿第二定律F(mAmB)a再取B为研究对象,F弹cos 53mBa联立解得,F弹25 N由几何关系得,弹簧的伸长量x m0.25 m由F弹kx解得弹簧的劲度系数k100 N/m(2)撤去力F瞬间,弹簧弹力不变,A的加速度大小a,方向沿杆方向向左由式得a,方向沿杆水平向右所以aamBmA31答案(1)100 N/m(2)311(2015新课标17)如图2所示,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态现使小车从静止开始向左加速,加速度从
3、零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内),与稳定在竖直位置时相比,小球的高度()图2A一定升高B一定降低C保持不变D升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定答案A解析设橡皮筋原长为l0、劲度系数为k,小球在竖直位置静止时,橡皮筋长度为l,加速时长度为l且与竖直方向夹角为.由胡克定律可知,静止时k(ll0)mg,加速时小球受力分析如图所示,由牛顿第二定律可知k(ll0)cos mg则k(ll0)k(ll0)cos lcos ll0(1cos )即lcos 0,故知B球将通过Q点,做匀减速直线运动,此时加速度大小为a3.则有mg2ma3a31 m/s2设系统继续滑行x2后静止,则有0v2a3x2可得x21 m即A球静止时与Q点的距离xLx23 m版权所有:高考资源网()