逍遥学能 2016-02-16 10:16
见证奇迹情境之一：弹簧与绳子上弹力突变的瞬间
典例1 如图所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁.开始时a、b均静止.弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力,a所受摩擦力Ffa≠0，b所受摩擦力Ffb＝0，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间
A.Ffa大小不变 B.Ffa方向改变
C.Ffb仍然为零 D.Ffb方向向右
【分析】 剪断右侧绳子的瞬间，弹簧的弹力不变，故a的受力没有任何变化，A对；b受到向左的弹力而有向左运动的趋势，摩擦力Ffb方向必定向右，D对.答案:AD
见证奇迹情境之二：接触面上的弹力发生突变瞬间
典例2 如图所示，木块A、B的质量分别为m1、m2，紧挨着并排放在光滑的水平面上，A与B间的接触面垂直于图中纸面且与水平面成θ角，A与B间的接触面光滑.现施加一个水平力F作用于A，使A、B一起向右运动且A、B不发生相对运动，求F的最大值.
【分析】 木块A、B一起向右做匀加速运动，F越大，加速度a越大，则垂直于A、B接触面的弹力越大，水平面对A的弹力N地越小.A、B不发生相对运动的临界条件是N地＝0，此时木块A受到重力m 1g、B对A的弹力N和水平力F三个力的作用，根据牛顿第二定律，对A有：F－Nsinθ＝m1a，Ncosθ＝m1g.，对A、B整体有F＝(m1＋m2)a，由以上三式可得，F的最大值为：Fm＝m1(m1＋m2)gtan θ/m2
见证奇迹情境之三：斜面上的弹力发生突变的瞬间
典例3 如图所示，水平地面上有一楔形物块a，其斜面上有一小物块b，b与平行于斜面的细绳的一端相连，细绳的另一端固定在斜面上.a与b之间光滑，a和b以共同速度在地面的光滑段向左匀速运动.当它们刚运行至地面的粗糙段时，下列说法可能正确的是
A.绳的张力减小，地面对a的支持力不变
B.绳的张力减小，地面对a的支持力增大
C.绳的张力增大，斜面对b的支持力不变
D.绳的张力增大，斜面对b的支持力增大
【分析】在a和b以共同速度刚好滑行到粗糙段的瞬间，a的加速度只能向右，而b由于绳子不能伸长，故其水平向右的分加速度不可能大于a的加速度，竖直向上的分加速度一定大于等于零，这一点是本题突破的关键所在.答案：AB
瞬时加速度问题
在应用牛顿第二定律求解物体的瞬时加速度时，经常会遇到轻绳、轻杆、轻弹簧和橡皮绳这些常见的力学模型．全面准确地理解它们的特点，可帮助我们灵活正确地分析问题．
1．这些模型的共同点：都是质量可忽略的理想化模型，都会发生形变而产生弹力，同一时刻内部弹力处处相等且与运动状态无关．
2．这些模型的不同点
(1)轻绳：只能产生拉力，且方向一定沿着绳子背离受力物体，不能承受压力；绳子的弹力可以发生突变——瞬时产生、瞬时改变、瞬时消失．
(2)轻杆：既能承受拉力，又可承受压力，施力或受力方向不一定沿着杆；杆的弹力也可以发生突变．
(3)轻弹簧：既能承受拉力，也可承受压力，力的方向沿弹簧的轴线，弹力的大小遵循胡克定律；因形变量较大，产生形变或使形变消失都有一个过程，故弹簧的弹力不能突变．
(4)橡皮绳：只能承受拉力，不能承受压力；遵循胡克定律,不能突变.
连接体问题
1.连接体问题
在研究力和运动的关系时，经常会涉及相互联系的物体之间的相互作用，这类问题称为“连接体问题”.连接体一般是指由两个或两个以上有一定联系的物体构成的系统.
2.解连接体问题的基本方法：整体法与隔离法.
常见的连接体一般具有加速度相同的特点，解答关于连接体的习题需要抓住加速度这一联系量，并优先考虑使用整体法解答，但涉及内力时应使用隔离法.
隔离法与整体法，不是相互对立的，一般问题的求解中，往往两种方法交叉运用，相辅相成.无论哪种方法均以尽可能避免或减少非待求量（即中间未知量的出现，如非待求的力，非待求的中间状态或过程等）的出现为原则.
来源：孙恒芳的博客