题目内容

3.如图所示,两个完全相同的轻弹簧a、b,一端固定在水平面上,另一端与质量为m的小球相连,轻绳c一端固定在天花板上,另一端与小球拴接.弹簧a、b和轻绳互成120°角,且弹簧a、b处于伸长状态,弹力大小均为mg,g为重力加速度,如果将轻绳突然剪断,则瞬间小球的加速度大小为(  )
A.0B.gC.1.5gD.2g

分析 (1)当轻绳未剪断时小球处于平衡状态,则小球所受合力为零
(2)由于两弹簧的弹力大小均为mg且互成1200,由平行四边形定则可知a、b弹簧对小球弹力的合力大小也为mg,方向竖直向下
(3)当轻绳剪断的瞬间,小球受重力,a、b弹簧的弹力;由于弹簧的弹力不发生突变,所以轻绳剪断的瞬间两弹簧对小球的弹力大小和方向均不发生变化,此瞬间物体的合力为2mg,故加速度的大小为2g

解答 解:由力的平行四边形定则可知,当轻绳未剪断时,a、b弹簧对小球弹力的合力大小为mg,方向竖直向下. 当轻绳被剪断的瞬间,轻绳中的弹力突然消失,而a、b弹簧对小球的弹力不变,所以两弹簧弹力的合力大小和方向也不变,即两弹簧对小球弹力合力的大小仍为mg,方向竖直向下,故此时小球所受的合力为2mg,根据牛顿第二定律可知此时小球的加速度大小为2g,方向竖直向下.
故选:D

点评 (1)此题涉及到了力的平行四边形定则,两个等大且互成1200共点力F的合力大小也为F,方向沿这两个力的夹角的角平分线,如下图所示;

(2)此题涉及到了牛顿第二定律的瞬时性,即物体的加速度随物体的合力同步变化
(3)此题还涉及了轻绳和轻弹簧弹力的特点,轻绳中的弹力可以发生突变,而轻弹簧中的弹力不可以发生突变.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网