题目内容

7.如图所示,在竖直面内有一个小球O和两根弹簧,两弹簧的一端各与小球相连,另一端分别固定在A、B两点(A点在天花板上,B点在地板上),小球处于静止状态,设剪断OA弹簧的瞬间,小球加速度的大小为15m/s2,若不剪断OA弹簧而剪断OB弹簧的瞬间,小球的加速度可能是(取g=10m/s2)(  )
A.25m/s2   方向竖直向下B.25m/s2   方向竖直向上
C.5m/s2    方向竖直向下D.5m/s2    方向竖直向上

分析 剪断OA的瞬间,小球的加速度方向可能向上,可能向下,根据牛顿第二定律求出OA弹簧的弹力,抓住剪断OB瞬间,OA的弹力不变,结合牛顿第二定律进行求解.

解答 解:剪断OA弹簧的瞬间,小球加速度的大小为15m/s2,若加速度的方向向下,根据牛顿第二定律得,FB+mg=ma,解得FB=ma-mg=5m,
则剪断前OA的弹力FA=mg+FB=15m,剪断OB的瞬间,根据牛顿第二定律得,$a′=\frac{{F}_{A}-mg}{m}=\frac{15m-10m}{m}=5m/{s}^{2}$,方向竖直向上.
剪断OA弹簧的瞬间,小球加速度的大小为15m/s2,若加速度的方向向上,根据牛顿第二定律得,FB-mg=ma,解得FB=25m,
则OA弹簧的弹力FA+mg=FB,解得FA=15m,弹簧处于压缩状态,剪断OB的瞬间,根据牛顿第二定律得,$a′=\frac{{F}_{A}+mg}{m}=\frac{15m+10m}{m}=25m/{s}^{2}$,方向竖直向下.故A、D正确,B、C错误.
故选:AD.

点评 本题主要考查了牛顿第二定律的应用,要求同学们能正确进行受力分析,注意加速度是矢量,难度不大.

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