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求牛顿第二定律计算题

更新时间:2023-10-18 文章作者:admin2 信息来源:http://wuliok.com 阅读次数:

注重质量,不是量,多做经典题7xU物理好资源网(原物理ok网)


如图(1)所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1 、L2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θ,L2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。 7xU物理好资源网(原物理ok网)



(1)下面是某同学对该题的某种解法:7xU物理好资源网(原物理ok网)


解:设L1线上拉力为T1,L2线上拉力为T2,重力为mg,物体在三力作用下处于平衡。T1cosθ=mg,T1sinθ=T2,解得 T2=mgtanθ,剪断线的瞬间,T2突然消失,物体却在T2反方向获得加速度,因为mgtanθ=ma所以加速度a=gtanθ,方向在T2反方向。你认为这个结果正确吗?说明理由。7xU物理好资源网(原物理ok网)


(2)若将图(1)中的细线L1改为长度相同,质量不计的轻弹簧,如图(2)所示,其它条件不变,求解的步骤和结果与(1)完全相同,即a=gtanθ,你认为这个结果正确吗?请说明理由。7xU物理好资源网(原物理ok网)



解析:(1)这个结果是错误的。当L2被剪断的瞬间,因T2突然消失,而引起L1上的张力发生突变,使物体的受力情况改变,瞬时加速度沿垂直L1斜向下方,为a=gsinθ。7xU物理好资源网(原物理ok网)


(2)这个结果是正确的。当L2被剪断时,T2突然消失,而弹簧还来不及形变(变化要有一个过程,不能突变),因而弹簧的弹力T1不变,它与重力的合力与T2是一对平衡力,等值反向,所以L2剪断时的瞬时加速度为a=gtanθ,方向在T2的反方向上。7xU物理好资源网(原物理ok网)


点评:牛顿第二定律F合=ma反映了物体的加速度a跟它所受合外力的瞬时对应关系.物体受到外力作用,同时产生了相应的加速度,外力恒定不变,物体的加速度也恒定不变;外力随着时间改变时,加速度也随着时间改变;某一时刻,外力停止作用,其加速度也同时消失7xU物理好资源网(原物理ok网)

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