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物理瞬时性问题

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牛顿运动定律应用
——瞬时性问题
轻绳：只能产生拉力，拉力的方向指向绳收缩的方向；绳子的弹力可以突变——瞬时产生，瞬时改变，瞬时消失。

轻杆：可以产生拉力，支持力，力的方向不一定沿着杆；杆的弹力可以突变。

轻弹簧：可以产生拉力，支持力，力的方向使弹簧恢复原状的方向，力的大小遵循胡克定律；弹簧的弹力不能突变，在极短的时间内可认为弹力不变。

1．如图所示，质量分别为m A和 m B两球用轻弹簧连接，A球用细线悬挂起来，两球均处于静止状态，如果将悬挂A球的细线剪断，此时
A和B两球的瞬间加速度各是多少?
2．如图所示，两小球悬挂在天花板上，a、b两小球用细线连接，上
面是一轻质弹簧，a、b两球的质量分别为m,2m，在细线烧断瞬间，
两球的加速度分别是
A.0;g
B.-g;g C-2g;g D2g;0
3．如图所示，竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧，两弹簧的一端各与小球相连，另一端分别用销钉M、固定于杆上，小球处于静止状态．设拔去销钉M瞬间．小球加速度的大小为12m/s2，若不拔去销钉M而拔去销钉N瞬间，小球的加速度可能是(取g=10m/s2)（）
A．22m/s2，竖直向上
B．22m/s2，竖直向下
C．2m/s2，竖直向上
D．2m/s2，竖直向下
4．如图示，球A、B、C质量分别为m、2m、3m，A与天花板间、B与C之间用轻弹簧相连，当该系统平衡后，突然将AB间轻绳绕断，在绕断瞬间，A、B、C的加速度（以向下为正方向）分别为（）
A．0、g、g
B．－5g、2.5g、0
C．5g、2.5g、0
D．－g、2g、2g
5．如图所示，质量为m的小球用水平弹簧系住，并用倾角为30°的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态．当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度为（）
A．0
B．大小为，方向竖直向下
C．大小为，方向垂直于木板向下
D．大小为，方向水平向右
6．如图所示，一根轻弹簧和一根细线共同拉住一个质量为m的小球，平衡时细线是水平的．弹簧与竖直方向夹角为θ，剪断细线的瞬间，弹簧的拉力大小是___________，小球加速度的大小为___________，方向与竖直方向夹角大小等于___________．
7．如图所示，两根细线OA 、OB 共同拉住一个质量为m 的小球，平衡时OB 细线是水平的，OA 细线与竖直方向夹角为θ，若剪断水平细线OB 的瞬间，OA 线的拉力大小是___________，小球加速度的大小为___________，方向与竖直方向的夹角大小等于___________．
8．如图所示，质量为m 的物体A 系于两根轻弹簧
l 1、l 2上，l 1的一端悬挂在天花板上C 点，与竖直
方向的夹角为θ，l 2处于水平位置，左端固定于墙
上B 点，物体处于静止状态，下列说法正确的是：
A ．若将l 2剪断，则剪断瞬间物体加速度a=gtanθ，
方向沿B 到A 的方向
B ．若将l 2剪断，则剪断瞬间物体加速度a=gsinθ，方向垂直于A
C 斜向下 C ．若将l 1剪断，则剪断瞬间物体加速度θsin g
a =，方向沿C 到A 的方向
D ．若将l 1剪断，则剪断瞬间物体加速度a=g ，方向竖直向下
9．物块A 1、A 2、B 1和B 2的质量均为m ，A 1、A 2用刚性轻杆连结，B 1、B 2用轻质弹簧连结．两个装置都放在水平的支托物上，处于平衡状态，如图所示，现突然迅速撤去支托物，让物块下落，在除去支托物的瞬间，A 1、A 2受到的合力分别为f 1和f 2，B 1、B 2受到的合力分别为F 1和F 2，则（ ）
A ．f 1=0，f 2=2mg ，F 1=0，F 2=2mg
B ．f 1=mg ，f2=mg ，F 1=0，F 2=2mg
C ．f 1=0，f 2=2mg ，F 1=mg ，F 2=mg
D ．f 1=mg ，f 2=mg ，F 1=mg ，F 2=mg
10．如图所示，竖直放置在水平面上的轻质弹簧上放着质量为kg
2的物体A，处于静止状态。

若将一个质量为kg
3的物体B竖直向下轻放在A上后的瞬间，
则B对A的压力大小为（取2
g ）（）
/
m
10s
A.30N
B. 0N
C. 15N
D. 12N
11．如图所示，一根轻质弹簧上端固定，下端挂质量为m0的平盘，盘中放有物体，质量为m．当盘静止时，弹簧的长度比其自然长度伸长了l，今向下拉盘使弹簧再伸长△l而停止，然后松手放开，求刚松手时盘对物体的支持力．
9．m A∶m B∶m c=1∶2∶3，求绳断瞬时：
a A=? a B=? a C=?
12．如上图所示，物体A、B间用轻质弹簧相连，已知m A=2 m，m B＝m，且物体与地面间的滑动摩擦力大小均为其重力的k倍，在水平外力作用下，A和B一起沿水平面向右匀速运动。

当撤去外力的瞬间，物体A、B的加速度分别为a A= ，a B= 。

（以向右方向为正方向）
13．原来做匀速运动的升降机内有一被伸长的轻质弹簧拉住、具有一定质量的物体A静止放在地板上，如图所示，现发现A突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机的运动可能是（）
A.加速上升
B.减速上升
C.加速下降
D.减速下降。

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牛顿第二定律瞬时性问题专题

牛顿第二定律瞬时性问题专题


牛顿第二定律在瞬时问题中的实例分析
自由落体运动
当物体仅受重力作用时，根据牛顿第二定律可以得出自由落体的加速度为9.8m/s²，进而分析自由落体的 运动规律。
弹性碰撞
当两个物体发生弹性碰撞时，根据牛顿第二定律可以计算出碰撞后的速度和方向。
牛顿第二定律在瞬时问题中的实践意义
工程应用
在机械工程、航空航天等领域中，牛顿第二定律被广泛应用于分析各种瞬时作用力和运 动状态变化的问题。
牛顿第二定律瞬时性问题是指物体在受到力的作用时，其加速度立即产生，而不需要经过一段时间的 延迟。这一特性在经典力学中得到了广泛的应用和认可。
牛顿第二定律瞬时性问题的研究涉及到物体运动状态的改变和力的作用方式，对于理解力学的基本原理 和解决实际问题具有重要的意义。
虽然牛顿第二定律瞬时性问题的理论已经相当成熟，但在实际应用中仍然存在一些挑战和限制，需要进 一步研究和探讨。
随着科学技术的发展，未来研究将更 加注重实验研究和观测技术的提升， 以实现更精确的瞬时测量和更深入的 物理机制探索。
跨学科合作将成为研究的重要方向， 通过与物理学、数学、工程学等领域 的交叉融合，拓展牛顿第二定律瞬时 性问题的研究领域和应用范围。
05 结论
CHAPTER
牛顿第二定律瞬时性问题的总结
牛顿第二定律适用于宏观低速的物体，即适用于速度远小于 光速的物体。
惯性参考系
牛顿第二定律只在惯性参考系中成立，即在不受外力作用的 参考系中成立。
02 瞬时性问题解析
CHAPTER
瞬时性问题的定义
瞬时性问题的定义
在牛顿第二定律中，瞬时性问题是指物体在受到力的作用后，其加速度立即产生 ，而不需要经过一段时间的延迟。
安全保障
专题10牛顿第二定律的瞬时性问题-2024年新高二物理暑假查漏补缺(全国通用)

专题10牛顿第二定律的瞬时性问题-2024年新高二物理暑假查漏补缺(全国通用)

专题10 牛顿第二定律的瞬时性问题加速度与合外力具有瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时变化、同时消失，牛顿第二定律的瞬时性问题具体可简化为以下两种模型：1.轻绳、轻杆和接触面:不发生明显形变就能产生弹力，在瞬时性问题中其弹力可以突变.这类问题一般要结合物体在状态突变后的运动来分析状态突变瞬间的加速度，因为状态突变瞬间是状态突变之后运动的初状态。

时性问题中，弹簧的弹力瞬间突变为零。

1．如图所示，在图1、2、3中的小球a、b和c完全相同，轻弹簧S1和S2完全相同，连接的轻绳l1和l2也完全相同，通过轻弹簧或轻绳悬挂于固定点O，整个系统处于静止状态。

现将图1中的轻绳l1剪断、图2中的轻弹簧S1剪断、图3中的轻绳l2剪断，将图1中的小球a的加速度大小记为a1，将图2中的小球b的加速度大小记为a2，将图3中的小球c的加速度大小记为a3，重力加速度大小为g。

则在剪断瞬间（）A．a1=3g，a2=2g，a3=g B．a1=2g，a2=2g，a3=0C．a1=2g，a2=g，a3=g D．a1=2g，a2=g，a3=0【答案】D【解析】图1中，对三个小球体整体分析有F1=3mg剪断图1中的轻绳l1时，弹簧S1不能发生突变，弹力与剪断前相同，对小球体a分析有F1−mg=ma1解得a1=2g剪断图2中的轻弹簧S1，弹簧弹力突变为0，对小球体b、c分析有2mg=2ma2解得a2=g此时轻绳l2弹力为0。

剪断图3中的轻绳l2时，弹簧S1不能发生突变，弹力与剪断前相同，即此时小球体c受力仍然平衡，图3中的小球c的加速度大小记为a3=0综合上述可知a1=2g，a2=g，a3=0故选D。

2．物块A1、A2的质量均为m，B1、B2的质量均为2m，A1、A2用一轻杆连接，B1、B2用轻质弹簧连接。

两个装置都放在水平的支托物M上，处于平衡状态，如图所示。

今突然迅速地撤去支托物M，在除去支托物的瞬间，A1、A2加速度分别为a1和a2，B1、B2的加速度分别为a1′和a2′，则（）A．a1=0，a2=2g，a1′=0，a2′=2g B．a1=0，a2=2g，a1′=g，a2′=2gC．a1=g，a2=g，a1′=0，a2′=2g D．a1=g，a2=g，a1′=g，a2′=g【答案】C【解析】A1、A2用一轻杆连接，它们的加速度始终相等，在除去支托物的瞬间，由它们组成的系统只受重力的作用，根据牛顿第二定律可知，它们的加速度a1=a2=g因为在除去支托物的瞬间，弹簧上的弹力不能突然消失（主要是弹簧不能突然恢复原长），所以B1的受力不变，加速度仍为零，即a1′=0而B2受到的竖直向上的支持力突然消失，受到的竖直向下的重力2mg和弹簧弹力2mg不变，加速度大小a2′=2g 综上分析，选项C正确，ABD错误。

牛顿第二定律的瞬时性问题

牛顿第二定律的瞬时性问题

马鞍山中加双语学校 高一物理组
绳子未断时，受力如图，由共点力平衡条件得
刚剪短弹簧Ⅰ瞬间，细绳弹力突变为0，故小球只受重力，加速度为g，竖直向下，故A 正确，C错误； 刚剪短细线瞬间，弹簧弹力和重力不变，受力如图
由几何关系，F合=T1sinθ=T2=ma，因而
因而B正确，D错误；
故选A、B．
马鞍山中加双语学校 高一物理组
课题导入
专题：瞬时加速度
马鞍山中加双语学校 高一物理组
上午7时7分40秒
目标引领
1、理解a与F合的瞬时对应关系
2、会分析瞬时问题的两种模型 3、学会解决此类问题的基本方法
马鞍山中加双语学校 高一物理组
上午7时7分40秒
独立自学
【例题】 小球 A、B 的质量分别为 m 和 2m，用轻弹簧相连，然后用细线悬挂而静止， 如图所示，在剪断细线瞬间，A、B 的加速度各是多少？方向如何？
（3）求物体在状态变化前后所受的合外力，利用牛顿第二 定律，求出瞬时加速度。
马鞍山中加双语学校 高一物理组
• 2－1：如下图所示，A、B两木块间连一轻 质弹簧，A、B质量相等，一起静止地放在
一块光滑木板上，若将此木板突然抽去， 在此瞬间，A、B两木块的加速度分别是
• A．aA＝0，aB＝2g • B．aA＝g，aB＝g • C．aA＝0，aB＝0 • D．aA＝g，aB＝2g
突变 压力
微小不
既可有拉力也可有
可以突变
计
支持力
马鞍山中加双语学校 高一物理组
实例分析
如图所示，质量m的球与弹簧Ⅰ和水平细线Ⅱ相连，Ⅰ、Ⅱ的另 一端分别固定于P、Q．球静止时，Ⅰ中拉力大小T1，Ⅱ中拉力大 小T2，当仅剪断Ⅰ、Ⅱ中的一根的瞬间，球的加速a应是（ ） A．若断Ⅰ，则a=g，竖直向下 B．若断Ⅱ，则a= T2 /m ，方向水平向左 C．若断Ⅰ，则a= T1 /m ，方向沿Ⅰ的延长线 D．若断Ⅱ，则a=g，竖直向下
专题瞬时性问题(能力篇)(解析版)

专题瞬时性问题(能力篇)(解析版)

2022年高考物理100考点最新模拟题千题精练第三部分牛顿运动定律专题3.7．瞬时性问题（能力篇）一．选择题1．(2021河南洛阳联考)如图所示，轻弹簧竖直放置在水平面上，其上放置质量为2 kg 的物体A，A处于静止状态．现将质量为3 kg的物体B轻放在A上，则B与A刚要一起运动的瞬间，B对A的压力大小为(g取10 m/s2)( )A．30 N B．18 NC．12 N D．0【参考答案】C【名师解析】在B与A刚要一起运动的瞬间，隔离BA分析受力，重力(m A＋m B)g，向上弹力F＝m A g，由牛顿第二定律，(m A＋m B)g－F＝(m A＋m B)a，解得a＝0.6g，隔离A分析受力，设B 对A的压力大小为F′，由牛顿第二定律，F′＋m A g－F＝m A a，解得F′＝12 N，选项C正确．2．（2020河北衡水二调）如图所示，在水平面上固定一个半圆弧轨道，轨道是光滑的，O点为半圆弧的圆心，一根轻绳跨过半圆弧的A点(O、A等高，不计A处摩擦)，轻绳一端系在竖直杆上的B点，另一端连接一个小球P。

现将另一个小球Q用光滑轻质挂钩挂在轻绳上的AB之间，已知整个装置处于静止状态时，α＝30°，β＝45°则（）A．将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时绳的张力不变B．将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时半圆弧中的小球P位置下移C．静止时剪断A处轻绳瞬间，小球P的加速度为12gD．小球P与小球Q32【参考答案】ACD【名师解析】绳子 B 端向上移动一小段距离，根据受力分析可知P 球没有发生位移，因此AQP 变成了晾衣架问题，绳长不会变化，A 到右边板的距离不变，因此角度β不会发生变化，即绳子的张力也不会变化；选项A 正确。

如果 P 向下移动一段距离，绳子AP 拉力变小，绳长AP 变长，而 AB 之间的绳子长度变短，则角度 β变大，绳子 AB 之间的张力变大，AP 的张力也变大，产生矛盾；B 错误。