题目内容

1.如图所示,光滑斜面倾角为θ,质量相等的A、B球用轻弹簧相连,A球用细线和斜面相连,两球均静止于斜面上,此时弹簧与细线均平行于斜面,则当细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是(  )
A.因为弹簧有收缩趋势,所以B球的瞬时加速度向上,A球的瞬时加速度向下
B.两球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为gsin θ
C.A球的瞬时加速度大小为2gsin θ,方向沿斜面向下
D.B球的瞬时加速度为零

分析 (1)根据平衡条件可知:对B球F=mgsinθ,对A球F=F+mgsinθ;
(2)细线被烧断的瞬间,细线的拉力立即减为零,但弹簧的弹力不会瞬间发生改变;
(3)对A、B球分别进行受力分析,根据牛顿第二定律即可求出各自加速度.

解答 解:系统静止,根据平衡条件可知:对B球F=mgsinθ,对A球F=F+mgsinθ,
细线被烧断的瞬间,细线的拉力立即减为零,但弹簧的弹力不发生改变,则:
B球受力情况未变,瞬时加速度为零;对A球根据牛顿第二定律得:a=$\frac{{F}_{合}}{m}$=$\frac{{F}_{弹}+mgsinθ}{m}$=2gsinθ,方向沿斜面向下,故CD正确,AB错误.
故选:CD.

点评 本题是牛顿第二定律的直接应用,要注意细线被烧断的瞬间,细线的拉力立即减为零,但弹簧的弹力不发生瞬间改变.

练习册系列答案
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4.一根足够长的空心铜管竖直放置,使一枚直径略小于铜管内径、质量为m0的圆柱形强磁铁从管内某处由静止开始下落,如图1所示,它不会做自由落体运动,而是非常缓慢地穿过铜管,在铜管内下落时的最大速度为v0.强磁铁在管内运动时,不与铜管内壁发生摩擦,空气阻力也可以忽略.产生该现象的原因是变化的磁场在铜管内激发出了涡流,涡流反过来又对强磁铁产生了很大的阻力.虽然该情景中涡流的定量计算非常复杂,我们不需要求解,却仍然可以用我们学过的知识来对下述问题进行分析.
(1)求图1中的强磁铁达到最大速度后铜管的热功率P0
(2)强磁铁下落过程中,可以认为铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比,且强磁铁周围铜管的有效电阻是恒定的.由此分析,如果在图甲中强磁铁的上面粘一个质量为m1的绝缘橡胶块,则强磁铁下落的最大速度v1是多大?
(3)若已知强磁铁下落过程中的任一时刻,强磁铁机械能耗散的功率等于其受到的阻力大小与下落速度大小的乘积.则在图1中,质量为m0的强磁铁从静止下落,经过时间t后达到最大速度v0,求此过程强磁铁的下落高度h;
(4)若将空心铜管切开一条竖直狭缝,如图2所示,强磁铁还从管内某处由静止开始下落,发现强磁铁的下落还是会明显慢于自由落体运动,请你分析这一现象的原因.

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