牛顿运动定律的应用一、瞬时性问题力和加速度有瞬时对应关系,和速度没有瞬时对应关系,有力必定同时产生加速度,但不能同时产生速度,力的方向与其产生的加速度方向一定相同,但力的方向和速度的方向没有确定关系.对一定质量的物体,力的大小决定加速度的大小,但力的大小和速度的大小没有确定关系. 关于瞬时加速度的两类模型分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析该时刻物体的受力情况及运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度.此类问题应注意两种基本模型的建立.(1)刚性绳(或接触面):一种不发生明显形变就能产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,弹力立即改变或消失,不需要形变恢复时间,一般题目中所给的细线、轻杆和接触面在不加特殊说明时,均可按此模型处理.(2)弹簧(或橡皮绳):此种物体的特点是形变量大,形变恢复需要较长时间,在瞬时问题中,其弹力的大小往往可以看成是不变的【例】如图甲所示,一质量为 m 的物体系于长度分别为 L1、L2的两根细线上,L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为 θ,L2水平拉直,物体处于平衡状态.(1)现将 L2线剪断,求剪断瞬间物体的加速度;(2)若将图甲中的细线 L1改为质量不计的轻弹簧而其余情况不变,如图乙所示,求剪断 L2线瞬间物体的加速度.【解析】(1)对图甲的情况,L2剪断的瞬间,绳 L1不可伸缩,物体的加速度只能沿切线方向,则 mgsin θ=ma1所以 a1=gsin θ,方向为垂直 L1斜向下.(2)对图乙的情况,设弹簧上拉力为 FT1,L2线上拉力为 FT2.重力为 mg,物体在三力作用下保持平衡,有FT1cos θ=mg,FT1sin θ=FT2,FT2=mgtan θ剪断线的瞬间,FT2突然消失,物体即在 FT2反方向获得加速度.因为 mgtan θ=ma2,所以加速度 a2=gtan θ,方向与 FT2反向,即水平向右.【思维提升】(1)力和加速度的瞬时对应性是高考的重点.物体的受力情况应符合物体的运动状态,当外界因素发生变化(如撤力、变力、断绳等)时,需重新进行运动分析和受力分析,切忌想当然;(2)求解此类瞬时性问题,要注意以下四种理想模型的区别: 特性模型 质量内部弹力受外力时的形变量力能否突变产生拉力或压力轻绳不计处处相等微小不计可以突变只有拉力没有压力橡皮绳较大一般不能突变只有拉力没有压力轻弹簧较大一般不能突变既可有拉力也可有压力轻杆微小不计可以突变既有拉力也可有支持力【复习巩固题】1、1、(全国高考题)如图所示,一根轻质弹簧上端固定,下挂一质量为 m0的平盘...