题目内容

6.将一轻质弹簧固定在竖直的墙壁上,如图所示,右端与一小球相连接,另用一质量不计且不可伸长的细绳与小球相连,另一端如图固定,当系统静止时水平面对小球的支持力为零,细绳与竖直方向的夹角θ=45°,小球与水平面间的摩擦不可忽略,且动摩擦因数μ=0.2,小球的质量为m=1kg,重力加速度取g=10m/s2,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则剪断细绳的瞬间,下列说法正确的是(  )
A.小球仍处于静止状态B.小球所受合力为10N
C.小球的加速度大小为8m/s2D.小球所受的摩擦力为零

分析 先分析剪断轻绳前弹簧的弹力和轻绳的拉力大小,再研究剪断轻绳瞬间,抓住弹簧的弹力没有变化,求解小球的合力,由牛顿第二定律求出小球的加速度和水平面对小球的支持力.

解答 解:剪断轻绳前小球受力情况,如图所示,根据平衡条件得:
轻弹簧的弹力大小为:F=mg=10N,
细线的拉力大小为:T=$\sqrt{2}$mg=10$\sqrt{2}$N
剪断轻绳瞬间弹簧的弹力没有变化,此时轻弹簧的弹力大小仍为F=10N,所以小球合力为F=10N,方向水平向左,
小球所受的最大静摩擦力为f=μmg=0.2×10N=2N,根据牛顿第二定律得小球的加速度为a=$\frac{F-f}{m}$=$\frac{10-2}{1}$=8m/s2,方向水平向左;故C正确,ABD错误
故选:C.

点评 本题是瞬时问题,先分析剪断轻绳前小球的受力情况,再分析剪断轻绳瞬间的受力情况,再根据牛顿第二定律求解瞬间的加速度.

练习册系列答案
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