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模型09 轻绳、轻弹簧的瞬时性问题(原卷版)
学校:_________班级:___________姓名:_____________
1.两种模型的特点
(1)刚性绳(或接触面)模型:这种不发生明显形变就能产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,形变恢复
几乎不需要时间,故认为弹力可以立即改变或消失.
(2)弹簧(或橡皮绳)模型:此种物体的特点是形变量大,形变恢复需要较长时间,在瞬时问题中,在
弹簧(或橡皮绳)的自由端连接有物体时其弹力的大小不能突变,往往可以看成是瞬间不变的.
2.解决此类问题的基本思路
(1)分析原状态(给定状态)下物体的受力情况,明确各力大小.
(2)分析当状态变化时(烧断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等),哪些力变化,哪些力不变,
哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的弹力、发生在被撤去物体接触面上的弹力都立即消失).
(3)求物体在状态变化后所受的合外力,利用牛顿第二定律,求出瞬时加速度.
1. 轻绳、轻弹簧的瞬时性问题
【典型题1】(23-24 高一上·山东淄博·期末)如图所示,物块A、B 和C 的质量相同,A 和B 之间用细绳相
连,B 和C 之间用轻弹簧相连,通过系在A 上的细绳悬挂于固定点O,整个系统处于静止状态。现将
A、B 间的细绳剪断,重力加速度大小为g,在剪断瞬间( )
A.物块A 的加速度大小为
B.物块B 的加速度大小为
C.物块C 的加速度大小为g
D.O、A 间细绳的拉力大小为零
01 模型概述
02 典题攻破
1
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【典型题2】(23-24 高一下·云南玉溪·阶段练习)(多选)如图所示,吊篮A、物体B、物体C 的质量均为
m,B 和C 分别固定在竖直弹簧两端,弹簧的质量不计。整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态,现将悬
挂吊篮的轻绳剪断,在轻绳刚断的瞬间( )
A.物体B 的加速度大小为g
B.物体C 与吊篮A 间的弹力大小为0.5mg
C.物体C 的加速度大小为2g
D.吊篮A 的加速度大小为1.5g
1.(23-24 高一上·吉林长春·阶段练习)如图所示,A 质量为2m,B 质量为m,中间有一轻质弹簧相连,A
用绳悬于O 点,当突然剪断OA 绳时,关于A 物体的加速度,下列说法正确的是( )
A.0
B.g
C.1.5g
D.无法确定
2.(2024·湖南·高考真题)如图,质量分别为
、
、
、m 的四个小球A、B、C、D,通过细线或
轻弹簧互相连接,悬挂于O 点,处于静止状态,重力加速度为g。若将B、C 间的细线剪断,则剪断瞬
间B 和C 的加速度大小分别为( )
A.g,
B.2g,
C.2g,
D.g,
03 针对训练
2
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3.(23-24 高一下·青海西宁·期末).(多选)如图所示,质量为m 的小球在水平轻绳和轻弹簧拉力作用
下静止,M、N 点分别为弹簧、轻绳与小球的连接点,弹簧与竖直方向夹角为
,轻弹簧拉力大小为
,
轻绳拉力大小为
,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.若从M 点剪断弹簧瞬间,则小球受两个力作用
B.若从M 点剪断弹簧瞬间,则小球加速度
,方向竖直向下
C.若从N 点剪断轻绳瞬间,则小球加速度
,方向水平向右
D.若从N 点剪断轻绳瞬间,则小球加速度
,方向竖直向下
4.(23-24 高一上·江苏无锡·阶段练习)如图所示,质量分别为mA=5kg、mB=3kg 的物体A、B 静置于光滑
的水平面上,中间用轻质弹簧秤水平连接。两个大小分别为F1=4N、F2=20N 的水平拉力分别作用在
A、B 上,则达到稳定状态后,下列说法正确的是( )
A.弹簧秤的示数是10N
B.弹簧秤的示数是14N
C.在突然撤去F2的瞬间,A 的加速度大小为2.8m/s2
D.在突然撤去F2的瞬间,B 的加速度大小为2m/s2
5.(23-24 高一下·湖南·阶段练习)用三根细线a、b、c 将质量均为m 的两个小球1 和2 连接并悬挂,如图
所示。两个小球处于静止状态,细线a 与竖直方向的夹角为30°,细线c 水平,重力加速度为g,下列说
法正确的是( )
3
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A.细线a 上的张力大小为4mg
B.细线c 上的张力大小为2mg
C.剪断细线b 瞬间小球1 的加速度大小为
D.剪断细线b 瞬间小球1 的加速度大小为g
6.(23-24 高一下·江苏·阶段练习)如图所示,图甲中质量为m 的P 球用a、b 两根细线拉着处于静止,图
乙中质量为m 的Q 球用细线c 和轻质弹簧d 拉着处于静止。已知细线a、c 均水平,细线b、弹簧d 与竖
直方向的夹角均为θ,现剪断细线a、c,不计空气阻力,已知重力加速度为g,下列说法正确的是(
)
A.剪断细线a 瞬间,细线b 的拉力大小为
B.剪断细线c 瞬间,弹簧d 的拉力大小为
C.剪断细线a 瞬间,P 球的加速度为
D.剪断细线c 瞬间,Q 球的加速度为
7.(23-24 高三下·河南·阶段练习)如图所示,两段轻绳A、B 连接两个小球1、2,悬挂在天花板上。一轻
弹簧C 一端连接球2,另一端固定在竖直墙壁上。两小球均处于静止状态。轻绳A 与竖直方向、轻绳B
与水平方向的夹角均为30°,弹簧C 沿水平方向。已知重力加速度为g。则( )
4
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A.球1 和球2 的质量之比为1:2
B.在轻绳A 突然断裂的瞬间,球1 的加速度方向沿B 绳由1 球指向2 球
C.在轻绳A 突然断裂的瞬间,球2 的加速度大小为2g
D.在轻绳A 突然断裂的瞬间,球1 的加速度大小为
g
8.(23-24 高一下·云南红河·期末)(多选)如图所示,质量均为m 的木块A 和B 用一轻弹簧相连,竖直
放在光滑的水平面上,二者处于静止状态,重力加速度为g。将质量为2m 的木块C 放在A 上的瞬间,
则( )
A.弹簧的弹力大小变为3mg
B.弹簧的形变量不变
C.B 对水平面的压力大小变为4mg
D.A 的加速度大小为
9.(23-24 高一下·安徽芜湖·开学考试)如图所示,质量分别为2m、m 的两物块a、b,用一轻弹簧相连,
将物块a 用细线悬挂在天花板,调整细线长度,当系统静止时,物块b 恰与水平地面间无弹力,此时弹
簧的形变量为x。已知重力加速度为g,弹簧始终处在弹性限度内。若突然剪断细线,则( )
5
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A.剪断细线瞬间,地面对物块b 的弹力大小为mg
B.剪断细线瞬间,物块b 的加速度为g
C.剪断细线瞬间,物块a 的加速度为2g
D.剪断细线后,物块a 向下运动3x 时速度最大
10.(23-24 高一下·浙江·阶段练习)照片甲是临平一酒店自助餐厅的保温储盘装置,顾客拿走一个盘子后
下面的盘子就上升到原来的位置,小明仔细观察其结构,发现原理的示意图如图乙所示,有三根完全相
同的轻质弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上,下端连接质量为m 的托盘,托盘上放着n 个质量均
为m 的盘子并处于静止状态.已知重力加速度大小为g,则某顾客快速取走1 号盘子的瞬间,托盘对第
n 号盘子作用力的大小为( )
A.
B.
C.
D.
11.质量相等的两物体A 和B,分别固定在弹簧的两端,竖直放在光滑水平面C 上,如图所示,弹簧的质
量与物体A、B 的质量相比,可以忽略不计.若把支持面C 迅速移走,则在移开的一瞬间,A 的加速度
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大小aA= ,B 的加速度的大小aB= 。
12.(23-24 高三上·江苏南京·阶段练习)用两根细线a、b 和一根轻弹簧c 将质量均为m 的两个小球1 和2
连接,并悬挂如图所示。两小球处于静止状态,细线a 与竖直方向的夹角为30°,弹簧c 水平。求:
(1)细线a 与弹簧c 分别对小球1 和2 的拉力大小;
(2)剪断细线b 的瞬间,小球2 的加速度的大小。
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