1、第19练利用牛顿第二定律解决瞬时问题(时间20分钟)思维方法1处理瞬时性问题的思路:(1)分析物体原来的受力情况(2)分析物体在突变后瞬间的受力情况(3)根据牛顿第二定律分析瞬间加速度,并讨论其合理性2轻绳、轻杆和接触面的弹力能跟随外界条件发生突变;弹簧(或橡皮绳)的弹力不能突变,在外界条件发生变化的瞬间可认为是不变的选择题1如图所示,将质量为M的U形框架开口向下置于水平地面上,用轻弹簧1、2、3将质量为m的小球悬挂起来框架和小球都静止时弹簧1竖直,弹簧2、3水平且长度恰好等于弹簧原长,这时框架对地面的压力大小等于(Mm)g(g为重力加速度),现将弹簧1从最上端剪断,则在剪断后瞬间()A框架对
2、地面的压力大小仍为(Mm)gB框架对地面的压力大小为0C小球的加速度大小等于gD小球的加速度为02.(多选)如图所示,物体a、b用一根不可伸长的细线相连,再用一根轻弹簧跟a相连,弹簧上端固定在天花板上,已知物体a、b的质量相等,重力加速度为g.当在P点处剪断细线的瞬间()A物体a的加速度大小为零B物体a的加速度大小为gC物体b的加速度大小为零D物体b的加速度大小为g3.如图所示,质量为4 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面质量为1 kg的物体B用细线悬挂起来,A、B紧挨在一起但A、B之间无压力某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间,B对A的压力大小为(g取10 m/s2)()A0B8 NC10 N
3、D50 N4如图所示,质量分别为m、2m的两物块A、B中间用轻弹簧相连,A、B与水平面间的动摩擦因数均为,在水平推力F作用下,A、B一起向右做加速度大小为a的匀加速直线运动当突然撤去推力F的瞬间,A、B两物块的加速度大小分别为()A2a、a B2(ag)、agC2a3g、a Da、2a3g5如图所示,A、B两球质量相等,光滑斜面的倾角为,图甲中A、B两球用轻弹簧相连,图乙中A、B两球用轻质杆相连,系统静止时,挡板C与斜面垂直,轻弹簧、轻杆均与斜面平行,则在突然撤去挡板的瞬间有()A两图中两球加速度均为g sin B两图中A球的加速度均为零C图乙中轻杆的作用力一定不为零D图甲中B球的加速度是图乙
4、中B球加速度的2倍6如图所示,A、B两小球分别连在轻绳两端,B球另一端用弹簧固定在倾角为30的光滑固定的斜面上A、B两小球的质量分别为mA、mB,重力加速度为g.若不计弹簧质量,在绳被剪断瞬间,A、B两球的加速度大小分别为()A都等于 B和0C和 D和7(多选)如图所示,长L2 m的水平传送带以v2 m/s匀速运动,小物块P、Q(可视为质点)由跨过定滑轮且不可伸长的光滑轻绳相连,Q的左端与水平轻绳相连,P、Q均处于静止状态,OP、OQ与竖直方向的夹角均为45.若物块Q的质量为m0.1 kg,物块P与传送带间的动摩擦因数0.2,重力加速度为g10 m/s2,则下列说法正确的是()A水平轻绳AQ的
5、拉力大小为1 NB若水平轻绳被剪断,则在剪断瞬间,小物块Q的加速度大小为10 m/s2C若连接两物块的轻绳被剪断,则在剪断瞬间,小物块Q的加速度大小为10 m/s2D若连接两物块的轻绳被剪断,则物块P经1.5 s从传送带右端滑落第19练利用牛顿第二定律解决瞬时问题1答案:C解析:剪断弹簧1瞬间,弹簧1的弹力不再存在,而弹簧2和3没有形变,小球只受到重力作用,由牛顿第二定律可知,此时小球的加速度大小为g,C正确,D错误;框架受到重力和支持力作用,FNMg,由牛顿第三定律可知,框架对地面的压力大小为Mg,A、B错误2答案:BD解析:设a、b两物体的质量均为m,剪断细线前,对a、b整体受力分析,受到
6、总重力和弹簧的弹力F,故F2mg,再对物体a受力分析,受到重力、细线拉力和弹簧的拉力,剪断细线瞬间,重力和弹簧的弹力不变,细线的拉力减为零,故物体a受到的合力等于mg,方向向上,根据牛顿第二定律得,a的加速度为aag,故B正确,A错误;对物体b受力分析,受到重力、细线拉力,剪断细线瞬间,重力不变,细线的拉力减为零,故物体b受到的合力等于mg,方向向下,根据牛顿第二定律得,b的加速度为abg,故C错误,D正确3答案:B解析:剪断细线前,物体A、B间无压力,则弹簧的弹力FmAg40 N,剪断细线的瞬间,对物体A、B整体分析,整体加速度a2 m/s2,对物体B隔离分析,有mBgNmBa,解得NmBg
7、mBa8 N,故选B.4答案:C解析:撤去F前,根据牛顿第二定律,对A、B,弹簧整体有F3mg3ma,对B有F弹2mg2ma,得F弹2m(ag).撤去F的瞬间弹簧弹力不变,大小仍为F弹,两物块受到的滑动摩擦力不变,所以,对物块B受力不变,aBa,对物体A,由牛顿第二定律得F弹mgmaA,有aA2a3g.综上分析,C项正确5答案:D解析:撤去挡板前,挡板对B球的弹力大小为2mg sin .因弹簧弹力不能突变,而杆的弹力会突变,所以撤去挡板瞬间,图甲中A球所受合力为零,加速度为零,B球所受合力为2mg sin ,加速度为2g sin ;图乙中杆的弹力突变为零,A、B球所受合力均为mg sin ,加
8、速度均为g sin ,可知只有D正确6答案:C解析:对A球:在剪断绳子之前,A球处于平衡状态,所以绳子的拉力等于A球的重力沿斜面的分力在剪断绳子的瞬间,绳子上的拉力立即减为零,此时小球A受到的合力为FmAg sin 30mAa,ag sin 30;对B球:在剪断绳子之前,对B球进行受力分析,B球受到重力、支持力、弹簧对它斜向上的拉力及绳子的拉力,在剪断绳子的瞬间,绳子上的拉力立即减为零,此时对B球进行受力分析,则B球受到重力、支持力、弹簧斜向上的拉力,根据牛顿第二定律得:mAg sin 30mBa,解得a,故C项正确7答案:ACD解析:对Q受力分析,受到竖直向下的重力、水平轻绳AQ的拉力T1以
9、及轻绳OQ的拉力,三力平衡,则T1mg tan 45mg1 N,选项A正确;若水平轻绳被剪断,则在剪断瞬间,小物块Q将斜向下运动,由mg sin 45ma,解得小物块Q的加速度大小为ag5 m/s2,选项B错误;若连接两物块的轻绳被剪断,则在剪断的瞬间,小物块Q只受重力,加速度大小为10 m/s2,选项C正确;若连接两物块的轻绳被剪断,则物块P在传送带上在滑动摩擦力作用下做初速度为零、加速度为a1g2 m/s2的匀加速运动,加速t11 s后速度与传送带速度相等,之后与传送带一起做匀速运动,加速运动的位移x1a1t1 m,由Lx1vt2,解得匀速运动的时间t20.5 s,即物块P经过tt1t21.5 s从传送带右端滑落,选项D正确4