(10分)如图A所示,一质量为m的物体系于长度分别为l 1 、l 2 的两根细线上,l 1 的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,l 2 水平拉直,物体处于平衡状态.现将l 2 线剪断,求剪断瞬时物体的加速度.(l)下面是某同学对该题的
问题描述:
(10分)如图A所示,一质量为m的物体系于长度分别为l 1 、l 2 的两根细线上,l 1 的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,l 2 水平拉直,物体处于平衡状态.现将l 2 线剪断,求剪断瞬时物体的加速度.(l)下面是某同学对该题的一种解法:设l 1 线上拉力为T 1 ,线上拉力为T 2 ,重力为mg,物体在三力作用下保持平衡 T 1 cosθ=mg,T 1 sinθ=T 2 ,T 2 =mgtgθ 剪断线的瞬间,T 2 突然消失,物体即在T 2 反方向获得加速度.因为mg tgθ=ma,所以加速度a=g tgθ,方向在T 2 反方向.你认为这个结果正确吗?请对该解法作出评价并说明理由.(2)若将图A中的细线l 1 改为长度相同、质量不计的轻弹簧,如图B所示,其他条件不变,求解的步骤和结果与(l)完全相同,即 a=g tgθ,你认为这个结果正确吗?请说明理由.我要第一问的,我自己老分析不出,答案是a=gsinθ
答
1解法错误,原因是L1和L2的拉力有相互依赖的关系,即T2消失后,T1的水平分量也随之消失,即T1变小了,物体会做圆周运动,即加速度方向在L1的垂线方向,故 a=gsinθ 2解法正确,原因是弹簧被拉长后,T2消失瞬间,由于弹簧长度来不及变化,故T1不变.