如圖所示,一質(zhì)量為m的物體系于長(zhǎng)度分別為l1l2的兩根細(xì)線上,l1的一端懸掛在天花板上,與豎直方向的夾角為θ,l2水平拉直,物體處于平衡狀態(tài),現(xiàn)將l2剪斷,求剪斷瞬間的加速度.

  (1)下面是某同學(xué)對(duì)該題的一種解法:

  解:設(shè)l1線上拉力為T1,l2線上拉力為T2,重力為mg,物體在三個(gè)力作用下平衡,即T1cosθ=mg,T1sinθ=T2,T2=mgtanθ.

  剪斷線的瞬間,T2突然消失,物體即在T2反方向獲得加速度,因?yàn)閙gtanθ=ma,所以加速度a=gtanθ,方向在T2反方向.

  你認(rèn)為這個(gè)結(jié)果正確嗎?請(qǐng)對(duì)該法作出評(píng)價(jià)并說明理由.

  (2)若將圖A中的細(xì)線l1改為長(zhǎng)度相同,質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧,如圖B所示,其他條件不變,求解的步驟和結(jié)果與(1)完全相同,即a=gtanθ,你認(rèn)為這個(gè)結(jié)果正確嗎?請(qǐng)說明理由.

答案:
解析:

  巧解分析:對(duì)圖A中剪斷細(xì)線l2的瞬間,細(xì)線l1的拉力大小發(fā)生了變化

  巧解分析:對(duì)圖A中剪斷細(xì)線l2的瞬間,細(xì)線l1的拉力大小發(fā)生了變化.此時(shí)設(shè)細(xì)線l1的拉力為,球受重力mg,由于球不可能沿細(xì)線方向運(yùn)動(dòng),即沿細(xì)線方向球靜止,加速度為零,所以:=mgcosθ.

  而垂直于細(xì)線方向只有重力的分力mgsinθ,故小球的加速度大小為:mgsinθ/m=gsinθ,方向垂直于細(xì)線斜向下

  (1)錯(cuò).因剪斷細(xì)線l2的瞬間,細(xì)線l1的拉力大小發(fā)生了變化.

  (2)由于剪斷細(xì)線l2的瞬間,彈簧l1的長(zhǎng)度未來得及變化,因彈力與形變成正比,故彈簧的彈力大小和方向均未發(fā)生變化,所以該同學(xué)的解法正確.


提示:

命題意圖:本題考查牛頓第二定律,受力分析知識(shí)和判斷推理能力,對(duì)問題解決過程的分析能力

命題意圖:本題考查牛頓第二定律,受力分析知識(shí)和判斷推理能力,對(duì)問題解決過程的分析能力.


練習(xí)冊(cè)系列答案
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  (1)下面是某同學(xué)對(duì)該題的一種解法:設(shè)l1線上拉力為T1,l2線上拉力為T2,重力為mg,物體在三力作用下保持平衡,T1cosθ=mg,T1sinθ=T2,T2=mgtanθ.

  剪斷線的瞬間,T2突然消失,物體即在T2反方向獲得加速度.因?yàn)閙gtanθ=ma,所以加速度a=gtanθ,方向在T2反方向.你認(rèn)為這個(gè)結(jié)果正確嗎?請(qǐng)對(duì)該解法作出評(píng)價(jià)并說明理由.

  (2)若將上圖中的細(xì)線l1改為長(zhǎng)度相同、質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧,如下圖所示,其他條件不變,求解的步驟和結(jié)果與(1)完全相同,即a=gtanθ,你認(rèn)為這個(gè)結(jié)果正確嗎?請(qǐng)說明理由.

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