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专题 17 瞬时加速度问题
授课提示:对应学生用书25页
1.
(多选)如图所示,三个完全相同的小球甲、乙、丙,甲、乙两球用轻绳连接,乙、丙
两球用轻弹簧连接,甲球用轻绳与天花板连接,甲、乙、丙三球位于同一竖直线上且均处
于静止状态,重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内,将天花板与甲球间轻绳剪断瞬间,
三个小球的加速度大小为( )
A.a =g B.a =1.5g
甲 甲
C.a =2g D.a =0
乙 丙
答案:BD
解析:甲、乙、丙三球位于同一竖直线上且处于静止状态,天花板与甲球间轻绳剪断
瞬间,由于弹簧弹力不能突变,所以丙球受到的合力仍然为0,则a =0,D正确;以甲、
丙
乙两球整体为研究对象,受重力和弹簧向下的拉力作用,由牛顿第二定律得 3mg=2ma,
解得a =a =1.5g,A、C错误,B正确.
甲 乙
2.
如图所示,质量分别为2m、m的物块A和B通过一轻弹簧连接,并放置于倾角为θ的
光滑固定斜面上,用一轻绳一端连接B,另一端固定在墙上,绳与斜面平行,物块A和B
静止.突然剪断轻绳的瞬间,设A、B的加速度大小分别为a 和a (弹簧在弹性限度内,重
A B
力加速度为g),则( )
A.a =0,a =1.5g sin θ
A B
B.a =0,a =g sin θ
A B
C.a =0,a =3g sin θ
A B
D.a =a =g sin θ
A B
答案:C
解析:剪断细绳前细绳的拉力F =3mg sin θ,剪断细绳的瞬间,弹簧的弹力不能突变,
T
则此时A受力不变,加速度仍然为零,即a =0,小球B受合力大小为F ,则加速度a =
A T B
=3g sin θ,C正确.
3.[2024·陕西省汉中市第四次联考]如图所示,细绳OA一端系在小球上,另一端固定在
斜面天花板上,轻质弹簧一端与小球连接,另一端固定在竖直墙上的B点,平衡时细绳OA
垂直于天花板,弹簧恰好水平.重力加速度大小为g,将细绳OA剪断的瞬间,小球的加速
度大小为( )
A.0 B.g
C. D.
答案:D
解析:小球受重力、细绳OA斜向上的拉力及弹簧的弹力作用,细绳OA中的拉力大小
为T=,将细绳剪断的瞬间重力及弹簧的弹力均不变,所以小球的加速度沿AO方向、大小
为a==,D正确.
4.
如图所示,质量分别为m、2m的球A、B由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在正在竖直
向上做匀加速运动的电梯内,细线中的拉力为F,此时突然剪断细线,在线断的瞬间,弹
簧的弹力大小和小球A的加速度大小分别为( )
A.,+g B.,+g
C.,+g D.,+g
答案:A
解析:剪断细线前,设弹簧弹力为F ,
T
整体:F-3mg=3ma,
B球:F -2mg=2ma,
T
解得:F =F.
T
剪断细线瞬间,弹簧弹力F 不变,
T
A球:mg+F =ma ,
T A
解得a =+g,故选A.
A
5.儿童蹦极蹦床装置如图所示,先给小朋友绑上安全带,再将两根完全相同的弹性绳
固定在小朋友身上,每根弹性绳的自然长度为L ,弹性绳上端两固定点等高且间距为 L.
0 0
当小朋友静止在空中时,弹性绳与竖直方向的夹角为 53°,用力向下拉小朋友使其恰好与
蹦床接触,此时弹性绳与竖直方向的夹角为 37°.弹性绳遵循胡克定律,小朋友可视为质点,
忽略弹性绳质量及空气阻力,重力加速度为g,sin 53°=0.8,sin 37°=0.6,则撤去拉力的
瞬间,小朋友的加速度大小为( )A.g B.g
C.g D.g
答案:B
解析:设弹性绳的劲度系数为k,小朋友的质量为m,当小朋友静止在空中时,每根
弹性绳的伸长量x =-L =L ,由物体的平衡条件得2kxcos 53°=mg,撤去拉力的瞬间,
1 0 0 1
每根弹性绳的伸长量x =-L =L ,由牛顿第二定律得2kxcos 37°-mg=ma,解得小朋友
2 0 0 2
的加速度大小为a=g,B正确.
6.
如图所示,物块1、2间用刚性轻质杆连接,物块3、4间用轻质弹簧相连,物块1、3
质量为m,物块2、4质量为M,两个系统均置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态.
现将两木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,物块 1、2、3、4的加速度大小分别为
a、a、a、a.重力加速度大小为g,则有( )
1 2 3 4
A.a=a=a=a=0
1 2 3 4
B.a=a=a=a=g
1 2 3 4
C.a=a=g,a=0,a=g
1 2 3 4
D.a=g,a=g,a=0,a=g
1 2 3 4
答案:C
解析:当1与2下的板抽出后,1、2一块做自由落体运动,加速度为g,此时连接1
与2间的杆无弹力;3与4下方的板抽出瞬间,弹簧的形变量还未变化,此时弹簧弹力与没
抽出板时的弹力相同,故3受力仍平衡,加速度为零,4的加速度为:a =g.由上分析知C
4
对.
7.
[2024·山西省晋中市质检]如图所示,A、B、C、D、E、F六个小球分别用弹簧、细绳和细杆连接,挂于水平天花板上,若某一瞬间同时在 a、b、c处将悬挂的细绳剪断,比较
各球下落瞬间的加速度,下列说法中正确的是( )
A.C、D、E、F球的加速度均为g
B.A球的加速度为2g,B球的加速度为g
C.所有小球都以g的加速度下落
D.E球的加速度大于F球的加速度
答案:A
解析:剪断细绳的瞬间,绳子和细杆的弹力发生突变,突变为零,小球做自由落体运
动,加速度为重力加速度,C、D、E、F球的加速度均为g,A正确,D错误;剪断细绳的
瞬间,弹簧的弹力不发生突变,对A球有a ===2g,对B球有a ==0,B、C错误.
A B