格物学 力学牛顿运动定律的综合应用

用牛顿运动定律分析瞬时突变问题-牛顿运动定律的综合应用知识点回顾进阶选择题自测题解析-天津市等高中物理,平均正确率44.00000000000001%

2025-08-21
用牛顿运动定律分析瞬时突变问题-牛顿运动定律的综合应用知识点回顾进阶选择题自测题解析-天津市等高中物理,平均正确率44.00000000000001%
1、['用牛顿运动定律分析瞬时突变问题']

正确率40.0%svg异常

B

A.小球静止时弹簧的弹力大小为$${\frac{3} {4}} m g$$

B.小球静止时细绳的拉力大小为$${\frac{5} {3}} m g$$

C.烧断细绳瞬间小球的加速度大小为$${{g}}$$

D.烧断细绳瞬间小球的加速度大小为$$\frac{4} {3} g$$

2、['用牛顿运动定律分析瞬时突变问题']

正确率60.0%svg异常

D

A.都等于$$\frac{g} {2}$$

B.$$\frac{g} {2}$$和$${{0}}$$

C.$$\frac{M_{A}+M_{B}} {M_{B}} \cdot\frac{g} {2}$$和$${{0}}$$

D.$${{0}}$$和$$\frac{M_{A}+M_{B}} {M_{B}} \cdot\frac{g} {2}$$

3、['用牛顿运动定律分析瞬时突变问题']

正确率40.0%svg异常

C

A.$${{a}_{A}{=}{{a}_{B}}}$$

B.$${{a}_{A}{>}{{a}_{B}}}$$

C.$$a_{B}={\frac{4} {3}} g$$

D.$$a_{B}={\frac{3} {2}} g$$

4、['用牛顿运动定律分析瞬时突变问题']

正确率40.0%svg异常

C

A.$${{1}{:}{1}}$$

B.$${{2}{:}{1}}$$

C.

D.$${{2}{\sqrt {3}}{:}{1}}$$

5、['用牛顿运动定律分析弹簧类问题', '用牛顿运动定律分析瞬时突变问题']

正确率60.0%如图所示,

A

A.svg异常

B.$$a_{A}=g, \, \, a_{B}=g$$

C.$$a_{A}=0, \, \, a_{B}=0$$

D.$$a_{A}=g, ~ a_{B}=2 g$$

6、['正交分解法解共点力平衡', '用牛顿运动定律分析瞬时突变问题']

正确率40.0%svg异常

C

A.轻绳的拉力大小等于小球重力的大小

B.弹簧的拉力大小大于小球重力的大小

C.烧断轻绳的瞬间,小球加速度大小为$$1 0 \sqrt{2} m / s^{2}$$

D.烧断轻绳的瞬间,小球加速度大小为$$1 0 m / s^{2}$$

7、['受力分析', '用牛顿运动定律分析瞬时突变问题']

正确率40.0%svg异常

D

A.小球静止时弹簧的弹力大小为$${\frac{3} {5}} m g$$

B.小球静止时细绳的拉力大小为$${\frac{3} {5}} m g$$

C.细线烧断瞬间小球的加速度为$${{g}}$$

D.细线烧断瞬间小球的加速度为$$\frac{5} {3} g$$

8、['动力学中的整体法与隔离法', '用牛顿运动定律分析瞬时突变问题', '胡克定律', '牛顿第二定律的内容及理解']

正确率40.0%svg异常

D

A.撤去$${{F}_{A}}$$瞬间,$${{B}}$$的加速度一定变大

B.弹簧突然从$${{P}}$$点断裂的瞬间,$${{B}}$$的加速度小于$$\frac{F_{B}} {m_{B}}$$

C.撤去$${{F}_{B}}$$后,弹簧将伸长

D.撤去$${{F}_{A}}$$后,弹簧将缩短

9、['用牛顿运动定律分析瞬时突变问题', '牛顿第二定律的简单应用']

正确率40.0%svg异常

C

A.为$${{0}}$$

B.大小为$${{1}{0}{{m}{/}{s}^{2}}{,}}$$方向竖直向下

C.大小为$${{5}{\sqrt {3}}{{m}{/}{s}^{2}}{,}}$$方向斜向右下方

D.大小为$${{5}{{m}{/}{s}^{2}}{,}}$$方向斜向右下方

10、['用牛顿运动定律分析弹簧类问题', '正交分解法解共点力平衡', '用牛顿运动定律分析瞬时突变问题', '库仑力作用下的动力学问题']

正确率40.0%svg异常

D

A.$${{A}}$$球的加速度沿斜面向上,大小为$${{5}{g}{{s}{i}{n}}{θ}}$$

B.$${{C}}$$球的受力情况未变,加速度为$${{0}}$$

C.$${{C}}$$球的加速度沿斜面向下,大小为$${\frac{5} {3}} g \operatorname{s i n} \theta$$

D.$${{B}{、}{C}}$$两球之间杆的弹力大小不为$${{0}}$$

题目1解析:

设弹簧弹力为 $$F_k$$,细绳拉力为 $$T$$,小球质量为 $$m$$。静止时受力平衡:

竖直方向:$$T \cos \theta = mg$$

水平方向:$$T \sin \theta = F_k$$

由几何关系得 $$\tan \theta = \frac{3}{4}$$,故 $$\sin \theta = \frac{3}{5}$$,$$\cos \theta = \frac{4}{5}$$

代入得:$$T = \frac{mg}{\cos \theta} = \frac{5}{4} mg$$,$$F_k = T \sin \theta = \frac{3}{4} mg$$

烧断细绳瞬间,弹簧弹力不变,加速度 $$a = \frac{F_k}{m} = \frac{3}{4} g$$

故A正确,B错误(应为$$\frac{5}{4} mg$$),C错误,D错误(应为$$\frac{3}{4} g$$)

题目2解析:

设A、B质量分别为 $$M_A$$、$$M_B$$。剪断细线前,系统平衡,弹簧弹力 $$F = (M_A + M_B)g$$

剪断瞬间:

对A:$$M_A g - F = M_A a_A$$,得 $$a_A = \frac{M_A g - (M_A + M_B)g}{M_A} = -\frac{M_B}{M_A} g$$(方向向下)

对B:$$F - M_B g = M_B a_B$$,得 $$a_B = \frac{(M_A + M_B)g - M_B g}{M_B} = \frac{M_A}{M_B} g$$(方向向上)

故加速度大小分别为 $$\frac{M_B}{M_A} g$$ 和 $$\frac{M_A}{M_B} g$$,选项均不匹配,可能题目有误。

题目3解析:

设弹簧劲度系数 $$k$$,原长 $$L_0$$。静止时:

对A:$$k(L - L_0) = m_A g$$

对B:$$k(L - L_0) = m_B g$$(因弹簧相同)

故 $$m_A = m_B$$

剪断细线瞬间:

对A:$$m_A g - k(L - L_0) = m_A a_A$$,得 $$a_A = 0$$

对B:$$k(L - L_0) - m_B g = m_B a_B$$,得 $$a_B = 0$$

故 $$a_A = a_B = 0$$,选项A正确。

题目4解析:

设两球质量均为 $$m$$,角速度 $$\omega$$。向心力由弹簧提供:

对内侧球:$$k(L - L_0) = m \omega^2 r_1$$

对外侧球:$$k(L - L_0) = m \omega^2 r_2$$

故 $$r_1 = r_2$$,但实际 $$r_2 > r_1$$,矛盾。可能弹簧连接方式不同。

正确解法:弹簧弹力相同,故 $$m \omega^2 r_1 = m \omega^2 r_2$$,得 $$r_1 = r_2$$,但此情况不可能。实际上应为:

$$k(r_2 - r_1 - L_0) = m \omega^2 r_2$$ 和 $$k(r_2 - r_1 - L_0) = m \omega^2 r_1$$,故 $$r_1 = r_2$$,但选项无1:1,可能题目错误。

题目5解析:

设弹簧原长 $$L_0$$,静止时伸长量 $$\Delta L$$。平衡时:

对A:$$T = m_A g$$

对B:$$k \Delta L = m_B g$$

剪断细线瞬间:

对A:只受重力,$$a_A = g$$

对B:弹簧弹力不变,$$k \Delta L - m_B g = 0$$,故 $$a_B = 0$$

选项B、C、D均错误,正确应为 $$a_A = g, a_B = 0$$。

题目6解析:

设细绳与竖直方向夹角 $$\theta$$,弹簧与竖直方向夹角 $$\phi$$。平衡时:

竖直:$$T \cos \theta + F_k \cos \phi = mg$$

水平:$$T \sin \theta = F_k \sin \phi$$

通常 $$\theta = \phi = 45^\circ$$,则 $$T = F_k$$,且 $$T \cos 45^\circ + F_k \cos 45^\circ = mg$$,故 $$T = F_k = \frac{mg}{\sqrt{2}}$$

烧断细绳瞬间:

弹簧弹力 $$F_k = \frac{mg}{\sqrt{2}}$$,方向与竖直成45°

加速度 $$a = \frac{\sqrt{(F_k \sin 45^\circ)^2 + (mg - F_k \cos 45^\circ)^2}}{m} = \frac{\sqrt{(\frac{mg}{2})^2 + (\frac{mg}{2})^2}}{m} = \frac{\sqrt{2} mg}{2m} = \frac{g}{\sqrt{2}} \approx 7.07 m/s^2$$

选项C、D错误,A、B部分正确但需具体数值。

题目7解析:

类似题1,设 $$\tan \theta = \frac{3}{4}$$,则 $$\sin \theta = \frac{3}{5}$$,$$\cos \theta = \frac{4}{5}$$

平衡时:

竖直:$$T \cos \theta = mg$$,得 $$T = \frac{5}{4} mg$$

水平:$$F_k = T \sin \theta = \frac{3}{4} mg$$

烧断细绳瞬间:$$a = \frac{F_k}{m} = \frac{3}{4} g$$

故A错误(应为$$\frac{3}{4} mg$$),B错误(应为$$\frac{5}{4} mg$$),C错误,D错误。

题目8解析:

设弹簧弹力 $$F$$,初始平衡:$$F_A + F = F_B$$(假设方向)。

撤去 $$F_A$$ 瞬间:$$F_B - F = m_B a_B$$,加速度可能变大或变小,取决于初始状态。

弹簧断裂瞬间:$$F_B = m_B a_B$$,故 $$a_B = \frac{F_B}{m_B}$$,B错误。

撤去 $$F_B$$:$$F > F_A$$,弹簧可能伸长或缩短,C、D不确定。

通常撤去 $$F_A$$ 后 $$F > F_B$$,弹簧缩短,D可能正确。

题目9解析:

设细绳与竖直夹角 $$\theta$$,弹簧水平。平衡时:

竖直:$$T \cos \theta = mg$$

水平:$$T \sin \theta = F_k$$

通常 $$\theta = 30^\circ$$,则 $$T = \frac{mg}{\cos 30^\circ} = \frac{2mg}{\sqrt{3}}$$,$$F_k = T \sin 30^\circ = \frac{mg}{\sqrt{3}}$$

烧断细绳瞬间:

弹簧弹力 $$F_k = \frac{mg}{\sqrt{3}}$$ 水平,重力 $$mg$$ 竖直向下

加速度 $$a = \frac{\sqrt{F_k^2 + (mg)^2}}{m} = \frac{\sqrt{(\frac{mg}{\sqrt{3}})^2 + (mg)^2}}{m} = \frac{\sqrt{\frac{4}{3}} mg}{m} = \frac{2}{\sqrt{3}} g \approx 11.55 m/s^2$$

方向与水平夹角 $$\alpha = \arctan(\frac{mg}{F_k}) = \arctan(\sqrt{3}) = 60^\circ$$

选项均不匹配,可能题目有误。

题目10解析:

设斜面倾角 $$\theta$$,三球质量均为 $$m$$。初始静止,弹簧弹力 $$F = 2mg \sin \theta$$。

剪断细线瞬间:

对A:$$mg \sin \theta + F = ma_A$$,得 $$a_A = 3g \sin \theta$$

对B和C:整体 $$2mg \sin \theta - F = 2ma$$,得 $$a = 0$$

故B正确,C错误,D错误(杆弹力为零)。

选项A错误(应为 $$3g \sin \theta$$)。

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