题目内容

9.光滑水平面上有一个质量为m=1kg的小球,小球与水平轻弹簧和轻绳如图连接,轻绳与竖直方向成θ=45°角,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零(g=10m/s2),下列说法正确的是(  )
A.若剪断绳子的瞬间,小球加速度的大小为10$\sqrt{2}$m/s2
B.若剪断绳子的瞬间,小球加速度的大小为0
C.若剪断弹簧的瞬间,小球加速度的大小为10m/s2
D.若剪断弹簧的瞬间,小球加速度的大小为0

分析 (1)水平面对小球弹力为零,小球受重力、弹力和拉力处于平衡,根据共点力平衡求出弹簧弹力的大小.剪断轻绳的瞬间,弹力大小不变,根据牛顿第二定律求出小球的加速度大小和方向.
(2)剪断弹簧的瞬间,细绳的拉力立即变为零,结合小球的合力得出小球的加速度.

解答 解:A、根据共点力平衡得,弹簧的弹力F=mg=10N.剪断轻绳的瞬间,弹簧弹力不变,根据牛顿第二定律得,a=$\frac{F}{m}$=$\frac{10}{1}$=10m/s2,方向向左.故AB错误;
C、剪断弹簧的瞬间,细绳的拉力立即变为零,则小球的合力为零,根据牛顿第二定律知,小球的加速度为零.故C错误,D正确.
故选:D.

点评 解决本题的关键能够正确地受力分析,运用牛顿第二定律、共点力平衡进行求解,知道弹簧的弹力不会发生突变,绳子的拉力可以发生突变.

练习册系列答案
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20.今年是唐山地震四十周年纪念,汶川地震八周年纪念,时光穿越灾难,也见证重生,我们在废墟上又建设了美好家园.对于汶川地震,专家普遍认为引发地震的原因是印度板块往北推进,向亚洲板块挤压并不断地向亚洲板块下插入,导致青藏高原迅速上升,并在高原的边缘形成了地震多发的断裂带,其中就包括龙门山断裂带.汶川就位于龙门山断裂带上,这一地震带非常活跃,估计地震的震源就在此.地震时,由震源向四周传播的弹性波我们就称之为地震波.地震波按传播方式分为三种类型:纵波、横波和面波.纵波又称疏密波,其特征是振幅小、周期短、传播速度较快,是推进波,最先到达震中,又称P波,它使地面发生上下振动,破坏性较弱.横波又称剪切波,其特征是振幅较大、周期较长、传播速度较慢,第二个到达震中,又称S波,它使地面发生前后、左右抖动,破坏性较强.面波又称L波,是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波.面波的传播速度最慢,但其周期最长、振幅最大.因此,是地震引起地面破坏的主要力量.据资料记录,汶川地震发生时,位于成都的某观测站记录的纵波和横波到达的时间相差25s,并测得这两种波的传播速度约为9km/s和4km/s.实验还测得,地震波在几种沉积岩中的波速如表所示:
岩石类型速度(m/s)
湿砂600~800
粘土1200~2500
砂岩1400~4500
对于地震波运动的全面了解,我们还需要理解波的其它性质,比如波的干涉、衍射和共振等现象,科学家们仍在继续努力研究中.我们相信对于地震波了解的越多,人类躲避灾难的能力就越强.请仔细阅读上面文章,回答下列问题:
(1)若在汶川地震中,位于震源上方的震中某中学地震测报组有单摆A与竖直弹簧振子B(如图所示),请判断地震发生时哪一个模型先有明显振动,并简要说明原因;
(2)利用汶川地震中的某些数据,估算成都某观测站离震源的距离;
(3)某次地震中,一列横波由粘土进入湿砂中(设频率不变),试分析说明此列波在哪种地质结构中衍射现象明显.

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