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如图4-3-6所示,一轻弹簧和一细线共同拉住一个质量为m的小球,平衡时细线是水平的,弹簧与竖直方向的夹角是θ,若突然剪断细线,则在刚剪断的瞬间,弹簧拉力的大小是________,小球加速度的方向与竖直方向的夹角等于________;若上述弹簧改为钢丝,则在细线剪断的瞬间,钢丝的拉力大小是________,小球加速度的方向与竖直方向的夹角是_________。

图4-3-6

解析:细线剪断前,小球所受重力、弹簧的拉力及细线的拉力是平衡的,即重力与弹簧拉力的合力沿水平方向向右,大小:F1=mgtanθ,细线剪断后,弹簧的形变不能马上改变,弹力仍保持原值,大小:F2=mg/cosθ;因重力、弹簧弹力不变,所以小球此时的加速度方向是沿水平向右的,即与竖直方向的夹角是90°。若把弹簧换成钢丝,则剪断细绳瞬间,由于钢丝是刚体(认为无形变),所以弹力马上发生变化,此时小球沿钢丝方向的加速度变为零,钢丝的拉力大小:F2′=mgcosθ,小球的加速度方向是沿垂直于钢丝的方向,与竖直方向的夹角为90°-θ。

答案:mg/cosθ     90°     mgcosθ     90°-θ

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4-3-6

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图4-3-6

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图4-3-6

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A.车在最高点时,人处于倒坐状态,全靠保险带拉住,若没有保险带,人一定会掉下去

B.人在最高点时,对座位仍可能产生压力,但压力一定小于mg

C.人在最低点时,处于超重状态

D.人在最低点时,对座位的压力大于mg

图4-3-6

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