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 添加时间:2008-04-18 原文发表:2008-04-18 人气:124


例题11)一质量为m的物体系于长度分别为l1l2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θl2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

 (2)若将上图中的细线l1改为长度相同、质量不计的轻弹簧,如图所示,其他条件不变,求剪断瞬时物体的加速度

解:(1)剪断l2前,物体在线l1l2的拉力T1T2和重力作用下平衡,受力如图。由平衡条件T1cosθ=mg,T1sinθ=T2,T2=mgtanθ.由于l1是细线,其物理模型是不可拉伸的刚性绳,当线上的张力变化时,细线的长度形变量忽略不计,因此当剪断l2的瞬间,T2突然消失,l1线上的张力发生突变,这时物体受力如图,T1=mgcosθ

mgsinθ=maa=gsinθ

结论:线l1上的张力大小发生了突变.

(2)轻弹簧这一物理模型是当受外力拉伸时,有明显的形变量Δx,在弹性限度内,弹力大小F=kΔx,弹力方向沿弹簧方向.当剪断l2的瞬间T2=0,弹簧的形变量未来得及发生变化,Δx不变,l1上的张力大小、方向还未发生变化,所以物体所受的合力与T2等大反向.由牛顿第二定律mgtanθ=maa=gtanθ

例题2如图所示,木块AB用一轻弹簧相连,竖直放在木块C上,三者静置于地面,它们的质量之比是123.设所有接触面都光滑.当沿水平方向抽出木块C的瞬时,AB的加速度分别是aA=___________aB=___________如果ABC叠放在一起,则在水平迅速抽出木板C的瞬间,AB间的弹力FN=___________.

解: (1)抽出C木块前,弹簧弹力F=mg.抽出瞬时,弹力F不变,所以aA=0,2mg+F=2maB所以aB= g.

(2)抽出瞬时,aA=aB=g,完全失重,所以FN=0.

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