(2001?上海)如圖A所示,一質(zhì)量為m的物體系于長度分別為l1、l2的兩根細(xì)線上,l1的一端懸掛在天花板上,與豎直方向夾角為θ,l2水平拉直,物體處于平衡狀態(tài).現(xiàn)將l2線剪斷,求剪斷瞬時物體的加速度.
(l)下面是某同學(xué)對該題的一種解法:
解:設(shè)l1線上拉力為T1,線上拉力為T2,重力為mg,物體在三力作用下保持平衡T1cosθ=mg,T1sinθ=T2,T2=mgtanθ剪斷線的瞬間,T2突然消失,物體即在T2反方向獲得加速度.因?yàn)閙gtanθ=ma,所以加速度a=gtanθ,方向在T2反方向.你認(rèn)為這個結(jié)果正確嗎?請對該解法作出評價并說明理由.
(2)若將圖A中的細(xì)線l1改為長度相同、質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧,如圖B所示,其他條件不變,求解的步驟和結(jié)果與(l)完全相同,即 a=g tanθ,你認(rèn)為這個結(jié)果正確嗎?請說明理由.
分析:(1)細(xì)線在剪斷的瞬間,繩子上的力發(fā)生突變,故不能再直接根據(jù)合成法求出合力;
(2)若改成輕彈簧后,由于彈簧的彈力不能突變,可以直接求出合力.
解答:解:(1)解答錯誤.
因?yàn)镮2被剪斷的瞬間,l1上的張力大小發(fā)生了變化,此時應(yīng)將重力分解為沿繩和垂直于繩兩個方向進(jìn)行分解;從而求出合力,再求出加速度;
(2)正確.
因?yàn)镚被剪斷的瞬間,彈簧U的長度末及發(fā)生變化,乃大小和方向都不變,故此時彈簧的彈力不變,故以上求法正確.
點(diǎn)評:本題要注意彈簧的彈力不能突變,而繩子的彈力可以突變;應(yīng)區(qū)別對待.
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