题目内容

如图所示,质量为m的小球在轻弹簧AB和轻细线BC拴住而处于静止状态,ABBC均与竖直方向成α角.

(1)求剪断BC的瞬间小球B的加速度;

(2)求剪断弹簧AB瞬间小球B的加速度.

答案:
解析:

  讲析:(1)根据对称性可知细线上的拉力和弹簧的弹力等大,设为F,剪断BC前对小球受力分析如图所示,竖直方向有2Fcosα=mg

  剪断BC瞬间,弹簧弹力和重力都不变,则小球此时合外力与细线上的拉力等大、反向,则加速度大小为a,与竖直方向成α角向右下方.

  (2)剪断弹簧的瞬间,弹簧弹力立即消失,细线上弹力也突变,之后小球BC点做圆周运动,剪断弹簧的瞬间为圆周运动速度为0的时刻,如图丙所示.此刻小球B沿细线方向上的合力为0,合外力为重力沿垂直细线指向左下方的分力mgsinα,应用牛顿运动定律可知加速度大小为agsinα,方向垂直于细线向左下方.

D

  点评:抓住细线和弹簧的区别是解题的关键,同时注意一个物体在恒力作用下平衡条件下撤去一个恒力问题求合外力的处理技巧,提高解题速度.


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