题目内容

16.三个相同的小球A、B、C彼此用轻质弹簧Ⅰ和Ⅱ连接,球A上端用线系住挂起来,如图所示.
(1)在剪断悬线的瞬间,三个小球的加速度分别是:aA=3g;aB=0;aC=0.
(2)如果剪断的不是细线,而是在球B下端把弹簧Ⅱ剪断,则剪断的瞬间三个小球的加速度分别是:aA′=0;aB′=0;aC′=g.

分析 弹簧弹力不能发生突变,在剪短瞬间仍然保持原来的大小和方向;而细绳的弹力会发生突变,在剪断瞬间会突然改变为零;剪断细线前对A、B和C整体分别受力分析,根据平衡条件求出细线的弹力,断开细线后,再分别对A、C受力分析,求解出合力并运用牛顿第二定律求解加速度.

解答 解:(1)剪断细线前,对BC系统,由平衡条件得:F1=2mg,剪断细线瞬间,细线的拉力消失但弹簧弹力不变,
对A,由牛顿第二定律得:F1+mg=maA,解得:aA=3g,由于弹簧弹力不变,B、C受力不变,所受合力为零,加速度为:0.
(2)剪断弹簧前各球静止处于平衡状态,所受合力为零,在球B下端把弹簧Ⅱ剪断,剪断的瞬间A与B所受合外力为零,
加速度度:aA′=0;aB′=0;小球C所受合力为重力,加速度等于重力加速度,即aC′=g.
故答案为:(1)3g;0;0;(2)0;0;g.

点评 本题是力学中的瞬时问题,关键是先根据平衡条件求出各个力,然后根据牛顿第二定律列式求解加速度;同时要注意轻弹簧的弹力与形变量成正比,来不及突变,而细线的弹力是由微小形变产生的,故可以突变.

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