牛顿第二运动定律【例1】物体从某一高度自由落下,落在直立于地面的轻弹簧上,如图3-2所示,在A点物体开始与弹簧接触,到B点时,物体速度为零,然后被弹回,则以下说法正确的是:A、物体从A下降和到B的过程中,速率不断变小B、物体从B上升到A的过程中,速率不断变大C、物体从A下降B,以及从B上升到A的过程中,速率都是先增大,后减小D、物体在B点时,所受合力为零【解析】本题主要研究a与F合的对应关系,弹簧这种特殊模型的变化特点,以及由物体的受力情况判断物体的运动性质
对物体运动过程及状态分析清楚,同时对物体正确的受力分析,是解决本题的关键,找出AB之间的C位置,此时F合=0,由A→C的过程中,由mg>kx1,得a=g-kx1/m,物体做a减小的变加速直线运动
在C位置mg=kxc,a=0,物体速度达最大
由C→B的过程中,由于mgfm′,(新情况下的最大静摩擦力),可见fm>fm′即是最大静摩擦力减小了,由fm=μN知正压力N减小了,即发生了失重现象,故物体运动的加速度必然竖直向下,所以木箱的运动情况可能是加速下降或减速上升,故A、B正确
另一种原因是木箱向左加速运动,由于惯性原因,木块必然向中滑动,故D正确
综合上述,正确答案应为A、B、D
【例3】如图3-11所示,一细线的一端固定于倾角为45°度的光滑楔形滑块A的顶端p处,细线的另一端栓一质量为m的小球,当滑块以2g的加速度向左运动时,线中拉力T等于多少
【解析】当小球贴着滑块一起向左运动时,小球受到三个力作用:重力mg、线中拉力T,滑块A的支持力N,如图3-12所示,小球在这三个力作用下产生向左的加速度,当滑块向左运动的加速度增大到一定值时,小球可能离开斜面,滑块的支持力变为零,小球仅受重力和拉力两个力作用离开斜面,滑块的支持力变为零,小球仅受重力和拉力两个力作用
由于加速度a=2g时,小球的受力情况未确定,因此可先找出使N