专题强化练8　瞬时加速度问题-【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册易错专题复习

专题强化练8　瞬时加速度问题

选择题

1.如图所示,光滑水平面上,A、B两物体用轻弹簧连接在一起,A、B的质量分别为m1、m2,在拉力F作用下,A、B共同做匀加速直线运动,加速度大小为a,某时刻突然撤去拉力F,撤去拉力F的瞬间A和B的加速度大小为a1和a2,则  (　　)

A.a1=0,a2=0

B.a1=a,a2=a

C.a1=a,a2=a

D.a1=a,a2=a

2.(多选)如图所示,A、B、C三球的质量均为m,轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连,A、B间固定一个轻杆,B、C间由一轻质细线连接。倾角为θ的光滑斜面固定在地面上,弹簧、轻杆与细线均平行于斜面,初始系统处于静止状态,细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是  (　　)

A.B球的受力情况未变,加速度为零

B.A、B两个小球的加速度均沿斜面向上,大小均为g sin θ

C.A、B之间杆的拉力大小为

D.C球的加速度沿斜面向下,大小为g sin θ

3.如图,质量为1.5 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上,质量为0.5 kg的物体B由细线悬挂在天花板上,B与A刚好接触但不挤压。现突然将细线剪断,则剪断后瞬间A、B间的作用力大小为(g取10 m/s2)  (　　)

A.0 B.2.5 N C.5 N D.3.75 N

4.(多选)如图所示,质量m的小球与轻弹簧Ⅰ和水平细线Ⅱ相连,Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固定在P、Q两点。小球静止时,弹簧Ⅰ的拉力大小T1,细线Ⅱ的拉力大小T2,当仅剪断Ⅰ、Ⅱ中的一根的瞬间,小球的加速度a应是  (　　)

A.若剪断弹簧Ⅰ,则a=g,方向竖直向下

B.若剪断弹簧Ⅰ,则a=,方向沿弹簧Ⅰ的延长线

C.若剪断细线Ⅱ,则a=,方向水平向左

D.若剪断细线Ⅱ,则a=,方向沿弹簧Ⅰ的延长线

5.(多选)如图,质量相等的A、B两球分别用轻质弹簧和轻杆连接置于固定的光滑斜面上。当系统静止时,挡板C与斜面垂直,弹簧、轻杆均与斜面平行。在突然撤去挡板的瞬间  (　　)

A.两图中每个小球加速度均为g sin θ

B.两图中A球的加速度均为零

C.图甲中B球的加速度为2g sin θ

D.图乙中B球的加速度为g sin θ

6.质量为m的物体放置在光滑的水平面上,左右两端分别固定一个弹簧,弹簧的另一端连着细绳,细绳跨过光滑定滑轮与质量为M=2m的物体相连,如图所示。OA、OB与水平面的夹角分别为37°、53°,开始时m在水平外力作用下处于静止状态。在撤去外力的瞬间,m的加速度大小和方向是( sin 37°=0.6, cos 37°=0.8)  (　　)

A.0.4g　向右 B.0.4g　向左

C.0.2g　向右 D.0.2g　向左

答案全解全析

专题强化练8　瞬时加速度问题

1.D　弹簧的弹力F弹=m1a,撤去F的瞬间,弹簧的弹力不变,则A的瞬时加速度a1==a,B的瞬时加速度a2==a,故D正确,A、B、C错误。

2.BCD　以A、B组成的系统为研究对象,烧断细线前,A、B静止,处于平衡状态,合力为零,弹簧的弹力F=3mg sin θ;烧断细线的瞬间,A和B受到的合力等于3mg sin θ-2mg sin θ=mg sin θ,由牛顿第二定律得:mg sin θ=2ma1,则加速度a1=g sin θ,方向沿斜面向上,故选项A错误,B正确;以B球为研究对象,由牛顿第二定律得FAB-mg sin θ=ma1,解得FAB=mg sin θ,故选项C正确;对C球,由牛顿第二定律得mg sin θ=ma2,解得a2=g sin θ,方向向下,故选项D正确。

3.D　因为B与A刚好接触但不挤压,所以将细线剪断前弹簧的弹力F弹=mAg=15 N;将细线剪断瞬间,由于弹簧来不及改变,弹簧弹力依然为15 N,根据牛顿第二定律有(mA+mB)g-F弹=(mA+mB)a,解得a=2.5 m/s2;隔离B,根据牛顿第二定律有mBg-N=mBa,解得N=mBg-mBa=3.75 N,故选项D正确。

4.AC　细线未断时,受力如图1,由共点力平衡条件得:T2=mg tan θ,T1=;刚剪断弹簧Ⅰ瞬间,细线弹力突变为0,则小球只受重力,加速度为g,方向竖直向下,故A正确,B错误。

刚剪断细线瞬间,弹簧弹力和重力不变,受力如图2;由几何关系和牛顿第二定律有F合=T1 sin θ=T2=ma,得出小球的加速度a==,方向水平向左,故C正确,D错误。

5.CD　撤去挡板前,挡板对B球的弹力大小为2mg sin θ,因弹簧弹力不能突变,而杆的弹力会突变,所以撤去挡板瞬间,图甲中A球所受合力为零,加速度为零,B球所受合力为2mg sin θ,加速度为2g sin θ;图乙中杆的弹力突变为零,所以A、B球所受合力均为mg sin θ,加速度均为g sin θ,故选项A、B错误,C、D正确。

6.A　对结点O受力分析如图所示。

把F1和F2分别分解到水平方向和竖直方向,沿水平方向:F1 cos 37°=F2 cos 53°,沿竖直方向:F1 sin 37°+F2 sin 53°=Mg,则OA绳的拉力F1=0.6Mg=1.2mg,OB绳的拉力F2=0.8Mg=1.6mg。在撤去外力的瞬间,质量为m的物体加速度大小满足:F2-F1=ma,解得a=0.4g,方向向右,故选项A正确。