1、 牛顿第二定律专题瞬时性问题【学习目标】本节要求我们根据牛顿第二定律的瞬时性,解析一些关于绳子、杆等的瞬时间合力和加速度的变化关系。【学法指导】1 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。2、物理中的“绳”和“线”,“轻杆”及“弹簧”和“橡皮绳”的特性(1) 中学物理中的“绳”和“线”,一般都是理想化模型,具有如下几个特性: 轻,即绳(或线)的质量和重力均可视为零,由此特点可知,同一根绳(或线)的两端及其中间各点的张力大小相等; 软,即绳(或线)只能受拉力,
2、不能承受压力(因绳能弯曲),由此特点可知,绳及其物体相互间作用力的方向是沿着绳且背离受力物体的方向。不可伸长,即无论绳所受拉力多大,绳子的长度不变,由此特点可知,绳子中的张力可以突变。 (2) 中学物理中的“轻杆”也是理想化模型,具有如下几个特性:轻杆的质量可忽略不计,轻杆是硬的,能产生侧向力,它的劲度系数非常大,以至于认为受力形变极微,看作不可伸长或压缩。具有如下几个特性: 轻杆各处受力相等,其力的方向不一定沿着杆的方向; 轻杆不能伸长或压缩; 轻杆受到的弹力的形式有:拉力、压力或侧向力。(3) 中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”,也是理想化模型,具有如下几个特性: 轻,即弹簧(或橡皮绳)的质
3、量和重力均可视为等于零,由此特点可知,同一弹簧两端及其中各点的弹力大小相等; 弹簧既能受拉力,也能受压力(沿弹簧的轴线),橡皮绳只能受拉力,不能承受压力(因橡皮绳能弯曲); 由于弹簧和橡皮绳受力时形变较大,发生形变需要一段时间,所以弹簧和橡皮绳中的弹力不会突变,但是,当弹簧或橡皮绳被剪断时,它们受的弹力立即消失。【例题1】如图所示,将质量均为m的小球A、B用绳(不可伸长)和弹簧(轻质)连结后,悬挂在天花板上.若分别剪断绳上的P处或剪断弹簧上的Q处,下列对A、B加速度的判断正确的是( )A.剪断P处瞬间,A的加速度为零,B的加速度为gB.剪断P处瞬间,A的加速度为2g,B的加速度为零C.剪断Q处
4、瞬间,A的加速度为零,B的加速度为零D.剪断Q处瞬间,A的加速度为2g,B的加速度为g【例题2】如图所示,质量均为m物体A和B,用弹簧联结在一起,放在粗糙水平面上,物体A在水平拉力作用下,两物体以加速度a做匀加速直线运动。设两物体与地面间的动摩擦因数为,现撤去拉力,求撤去拉力的瞬间,A、B两物体的加速度各为多少?【巩固训练】( )1. 如图所示,质量均为m的A、B两球之间系着一条不计质量的轻弹簧,放在光滑的水平面上,A球紧靠墙壁.仅用水平力F将B球向左推压弹簧,平衡后,突然将力F撤去的瞬间.AA的加速度为F/2m BA的加速度为零CB的加速度为F/2m DB的加速度为F/m( )2.如图所示,
5、一轻质弹簧上端固定,下端挂一重物,平衡时弹簧伸长了4cm,再将重物向下拉1cm,然后放手,则在刚释放的瞬间重物的加速度是(g取10ms2)A2.5ms2 B7.5ms2 C10ms2 D12.5ms2( )3.固定在水平面上的轻弹簧上放一重物,如图所示,现用手把重物压下一段距离,然后突然松手,在重物脱离弹簧之前,重物的运动情况是A先加速后减速 B先加速后匀速C加速度先向上后向下 D加速度方向一直向上( )4.物体从某一高度自由落下,落在直立于地面的轻弹簧上,如图所示,在A点物体开始与弹簧接触,到B点时,物体速度为零,然后被弹回。下列说法中正确的有( )A物体从A下降到B的过程中,速率不断变小B
6、物体从A下降到B的过程中,加速度先减后增C物体在B点时,弹簧的弹力一定大于物体的重力D物体从A下降到B、及从B上升到A的过程中,速率都是先增后减5.在劲度系数为K的轻质弹簧下端栓一个质量为m的小球(视为质点),静止时离地面的高度为h,用手向下拉球使球着地(弹簧伸长在弹性限度内),然后突然放手,则( )A小球速度最大时,距地面的高度大于hB小球速度最大时,距地面的高度等于hC放手的瞬间,小球的加速度为gkhmD放手的瞬间,小球的加速度为khm6如图所示,物体甲、乙质量均为m,弹簧和悬线的质量可以忽略不计当悬线被烧断的瞬间,甲、乙的加速度数值应是下列哪一种情况:A.甲是0,乙是g; B.甲是g,乙是g;C.甲是0,乙是0; D.甲是g/2,乙是g7.如图所示,木块A、B用一轻弹簧相连,竖直放在木块C上,C静置于地面上,它们的质量之比是1:2:3,设所有接触面都光滑。当沿水平方向迅速抽出木块C的瞬间,A、B的加速度分别是= ,=