题目内容

  如图所示,一质量为m的物体系于长度分别为l1l2的两根细线上,l1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向的夹角为θ,l2水平拉直,物体处于平衡状态,现将l2剪断,求剪断瞬间的加速度.

  (1)下面是某同学对该题的一种解法:

  解:设l1线上拉力为T1l2线上拉力为T2,重力为mg,物体在三个力作用下平衡,即T1cosθ=mg,T1sinθ=T2,T2=mgtanθ.

  剪断线的瞬间,T2突然消失,物体即在T2反方向获得加速度,因为mgtanθ=ma,所以加速度a=gtanθ,方向在T2反方向.

  你认为这个结果正确吗?请对该法作出评价并说明理由.

  (2)若将图A中的细线l1改为长度相同,质量不计的轻弹簧,如图B所示,其他条件不变,求解的步骤和结果与(1)完全相同,即a=gtanθ,你认为这个结果正确吗?请说明理由.

答案:
解析:

  巧解分析:对图A中剪断细线l2的瞬间,细线l1的拉力大小发生了变化

  巧解分析:对图A中剪断细线l2的瞬间,细线l1的拉力大小发生了变化.此时设细线l1的拉力为,球受重力mg,由于球不可能沿细线方向运动,即沿细线方向球静止,加速度为零,所以:=mgcosθ.

  而垂直于细线方向只有重力的分力mgsinθ,故小球的加速度大小为:mgsinθ/m=gsinθ,方向垂直于细线斜向下

  (1)错.因剪断细线l2的瞬间,细线l1的拉力大小发生了变化.

  (2)由于剪断细线l2的瞬间,弹簧l1的长度未来得及变化,因弹力与形变成正比,故弹簧的弹力大小和方向均未发生变化,所以该同学的解法正确.


提示:

命题意图:本题考查牛顿第二定律,受力分析知识和判断推理能力,对问题解决过程的分析能力

命题意图:本题考查牛顿第二定律,受力分析知识和判断推理能力,对问题解决过程的分析能力.


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