牛顿第二定律专题—瞬时性问题
【学习目 标】本节要求我们根据牛顿第二定律的瞬时性,解析一些关于绳子、杆等的瞬时间合力和加速度的变化 关系。
【学法指导】
1 牛顿第二定律的瞬时作用:牛顿第二定律揭示的加速度a与合外 力F的正比关系是“瞬时”的依存关系。有力,就有加速度,任一时刻的合外力对应着该时刻的瞬时加速度。力改变,加速度亦同时改变。
2、物理中的“绳”和“线”,“轻杆”及“弹簧”和“橡皮绳”的特性
(1) 中学物理中的“绳”和“线”,一般都是理想化模型,具有如下几个特性:① 轻,即绳(或线)的质量和重力均可视为零,由此特点可知,同一根绳(或线)的两端及其中间各点的张力大小相等;② 软,即绳(或线)只能受拉力,不能承受压力(因绳能弯曲),由此特点可知,绳及其物体相互间作用力的方向是沿着绳且背离受力物体的方向。③不可伸长,即无论绳所受拉力多大,绳子的长度不变,由此特点可知,绳子中的张力可以突变。
(2)中学物理中的“轻杆”也是理想化模型,具有如下 几个特性:轻杆的质 量可忽略不计,轻杆是硬的,能产生侧向力,它的劲度系数非常大,以至 于认为受力形变极微,看作不可伸长或压缩。具有如下几个特性:① 轻杆各处受力相等,其力的方向不一定沿着杆的方向;② 轻杆不能伸长或压缩;③ 轻杆受到的弹力的形式有:拉力、压力或侧向力。
(3) 中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”,也是理想化模型,具有如下几个特性:① 轻,即弹簧(或橡皮绳)的质量和重力均可视为等于零,由此特点可知,同一弹簧两端及其中各点的弹力大小相等;② 弹簧既能受拉力,也能受压力(沿弹簧的轴线),橡皮绳只能受拉力,不能承受压力(因橡皮绳能弯曲);③ 由于弹簧和橡皮绳受力时形变较大,发生形变需要一段时间,所以弹簧和橡皮绳中的弹力不会突变,但是,当弹簧或橡皮绳被剪断时,它们受的弹力立即消失。
【例题1】如图所示,将质量均为m的小球A、B用绳(不 可伸长)和弹簧(轻质)连结后,悬挂在天花板上.若分别剪断绳上的P处或剪断弹簧上的Q处,下列对A、B加速度的判断正确的是( )
A.剪断P处瞬间,A的加速度为零 ,B的加速度为g
B.剪断P处瞬间,A的加速度为2g,B的加速度为零