专题8 瞬时性问题(含答案)--2025版动力学中的九类常见模型精讲精练讲义

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【模型解读】
用牛顿第二定律求解瞬时加速度
两种基本模型
【方法归纳】
解决瞬时性问题的基本思路
(1)分析原状态(给定状态)下物体的受力情况，求出各力大小(①若物体处于平衡状态，则利用平衡条件；②若处于加速状态，则利用牛顿第二定律)。
(2)分析当状态变化时(剪断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等)，哪些力变化，哪些力不变，哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的弹力，发生在被撤去物接触面上的弹力都立即消失)。
(3)求物体在状态变化后所受的合力，利用牛顿第二定律，求出瞬时加速度。
【典例精析】
【典例】（2024辽宁部分重点高中3月联考）物体a与b通过轻弹簧连接，b、c、d三个物体用不可伸长的轻线通过定滑轮连接，如图所示，系统处于静止状态，a恰好和地面无挤压。已知a、c、d的质量均为m，弹簧的劲度系数为k。物体在运动过程中不会与滑轮相碰，不计一切阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．将c与d间的线剪断，此时c的瞬时加速度为0
B．将c与d间的线剪断，此时b的瞬时加速度为0
C．将c与d间的线剪断，此时bc间绳子的拉力为1.5mg
D．将c与d间的线剪断，b下降时的速度最大
【模拟题精练】
1. (2024安徽芜湖重点高中二模)如图所示，在以加速度匀加速上升的升降机中，大滑块C质量为，两个小滑块A和B质量均为，滑块之间以及滑块与水平面之间的动摩擦因数，在大滑块上施加水平向右的恒力F，使得三个滑块之间恰好保持相对静止，右边小滑块与大滑块始终未接触。忽略定滑轮的质量以及滑轮和轻绳之间的摩擦，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，以下说法正确的是（ ）
A. 三个滑块之间恰好相对静止时，所需外力F的大小为38N
B. 三个滑块之间恰好相对静止时，轻绳中拉力大小为15N
C. 保持其他条件不变，突然剪断细绳，剪断瞬间A物体的加速度大小为
D. 保持其他条件不变，突然剪断细绳，剪断后B物体做竖直上抛运动
2. （2024黑龙江哈尔滨重点高中质检）如图所示，质量均为的小球1、2用轻弹簧、细绳、连接并悬挂，两小球均处于静止状态，轻弹簧与竖直方向的夹角为，轻绳水平，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A. 轻弹簧弹力大小为
B. 轻绳拉力大小为
C. 剪断轻绳的瞬间，小球2的加速度大小为
D. 剪断轻绳的瞬间，小球1的加速度大小为
3. . (2024江西赣州3月质检)用两根细线、和一个轻弹簧将质量分别为2m和m的两个小球1和2连接并悬挂，如图所示。两小球处于静止状态，细线l1与竖直方向的夹角为，轻弹簧水平。重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A. 细线对小球1的拉力大小
B. 弹簧对小球2的拉力大小F为
C. 细线对小球1的拉力大小
D. 剪断细线的瞬间，小球2的加速度大小为
4 . (2024云南昆明质检)如图所示，将两个相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁。开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力Ffa≠0，b所受摩擦力Ffb=0。现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间（ ）
A. Ffa大小不变B. Ffa方向改变
C. Ffb仍然为零D. Ffb方向向左
5．（2024年辽宁顶级名校质检）四个物体通过轻绳和轻弹簧按如图所示方式连接，已知，重力加速度为，若突然剪断间的绳子，剪断绳子后的瞬间，下列有关表述正确的是（ ）
A．的加速度为零 B．的加速度为
C．的加速度为 D．的加速度为
6. (2024陕西宝鸡期末)原长为的轻质弹簧，将其上端固定在O点，下端挂一个质量为的小球时，弹簧的长度变为。现将两个这样的弹簧和两小球按如图所示方式连接，A、B两小球的质量分别为，当整个系统静止时，下列说法正确的是（不考虑小球的大小，且弹簧都在弹性限度内，重力加速度为g）（ ）
A. OA间的距离为2L
B. OB间距离为5L
C. 若剪断OA间弹簧瞬间，小球B的加速度大小为
D. 若剪断A、B间弹簧瞬间，小球A的加速度大小为
7. （2024四川德阳1月期末）如图所示，与水平方向夹角为的细绳一端系在小球O上，另一端固定在天花板上A点，劲度系数为k的水平轻质弹簧一端与小球连接，另一端固定在竖直墙上B点。小球质量为m，处于静止状态，弹簧处于弹性范围内，重力加速度为g，则（ ）
A. 细绳的拉力大小为
B. 弹簧伸长，伸长量为
C. 细绳剪断的瞬间，小球加速度为
D. 将弹簧撤掉，维持小球静止在原处的最小外力大小为
8. （2024安徽阜阳三中期末）如图所示，光滑水平面上有三个完全相同的物块，其中放在的上面，用轻质弹簧相连，他们在恒力的作用下一起沿水平面向右做匀加速直线运动。若突然撤去力，则撤去后瞬间关于两物块的受力和运动情况说法正确的是（ ）
A. 物块的加速度大小方向都不变
B. 物块加速度大小不变，方向反向
C. 物块的摩擦力方向不变
D. 物块相对于物块静止
9. （2024四川南充一诊）如图，矩形框Q用与斜面平行的细绳系在固定的斜面体上，和Q质量相等的物体P被固定在矩形框中的竖直轻弹簧上端，斜面体倾角为30°，整个装置保持静止状态，不计矩形框和斜面间的摩擦，重力加速度为g，当细绳被剪断的瞬间，物体P的加速度大小和矩形框Q的加速度大小分别为（ ）
A. B. C. D.
10. （2024安徽六校期末联考）两个质量相同的小球A、B用不同的连接方式悬挂，系统处于静止.如图甲中，A与天花板用轻弹连接，A、B用细绳连接；如图乙，A与天花板用细绳连接，A、B用轻弹簧连接.重力加速度大小为g，若甲、乙图中均剪断细绳，则剪断细绳瞬间，甲、乙图中A的加速度分别为（取竖直向下为正方向）（ ）
A. g gB. g gC. g 2gD. 2g g
12. （2024河南漯河高中期末质检）如图所示，小球A的质量为，B的质量为，AB用绳（不可伸长）和弹簧（轻质）连接后，悬挂在天花板上。若在点剪断轻绳，则在剪断后的瞬间（ ）
A. A的加速度为0B. B的加速度为
C. B的加速度为D. A的加速度为
11 如图所示，质量为m的小球被一根橡皮筋AC和一根绳BC系住，当小球静止时，橡皮筋处在水平方向上。下列判断正确的是( )
A．在AC被突然剪断的瞬间，BC对小球的拉力不变
B．在AC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsin θ
C．在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为eq \f(g,cs θ)
D．在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsin θ

12 如图所示，物块1、2间用刚性轻质杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、3的质量均为m，物块2、4的质量均为M，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4。重力加速度大小为g，则有( )
A．a1＝a2＝a3＝a4＝0
B．a1＝a2＝a3＝a4＝g
C．a1＝a2＝g，a3＝0，a4＝eq \f(m＋M,M)g
D．a1＝g，a2＝eq \f(m＋M,M)g，a3＝0，a4＝eq \f(m＋M,M)g
刚性绳模型(细钢丝、细线、轻杆等)
此类形变属于微小形变，其发生和变化过程时间极短，在物体的受力情况改变(如某个力消失)的瞬间，其形变可随之突变，弹力可以突变
轻弹簧模型(轻弹簧、橡皮绳、弹性绳等)
此类形变属于明显形变，其发生改变需要一段的时间，在瞬时问题中，其弹力的大小不能突变，可看成是不变的