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「定律」2020高考物理牛顿第二定律的理解和应用( 二 )


六、牛顿第二定律的整体应用
牛顿第二定律的整体应用就是对一个系统应用牛顿第二定律 ， 当系统内的几个物体具有不同的加速度时 ， 牛顿第二定律的表达式为 。 例3. 一根质量为M的木棒 ， 上端用细绳系在天花板上 ， 棒上有一只质量为m的猴子 ， 如图6所示 ， 如果将细绳剪断 ， 猴子沿木棒向上爬 ， 但仍保持与地面间的高度不变 。 求这时木棒下落的加速度 。
「定律」2020高考物理牛顿第二定律的理解和应用
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图6
解法一（常规解法--隔离法）：猴子和木棒的受力情况如图7所示 ， 猴子相对地面的高度不变、保持静止 ， 即受力平衡 ， 木棒具有加速度 ， 根据牛顿第二定律有
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图7
猴子：木棒：由牛顿第三定律得解得木棒的加速度为 ， 方向竖直向下 。
解法二（整体法）：把猴子和木棒看成一个整体 ， 受力情况如图8所示 ， 在这个整体中猴子受力平衡 ， 木棒具有加速度 ， 根据牛顿第二定律有
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图8
解得木棒的加速度为 ， 方向竖直向下 。 通过比较可以看到 ， 灵活的应用整体法 ， 有时会比采用隔离法更加简单、方便 。
七、利用牛顿第二定律解决物体的瞬时加速度问题例4. 如图9所示 ， 天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球A、B 。 两个小球均保持静止 。 当突然剪断细绳时 ， 小球A与小球B的加速度分别是多少？
「定律」2020高考物理牛顿第二定律的理解和应用
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图9
解析：分别以A、B为研究对象 ， 做剪断前和刚剪断时的受力分析如图10所示 。 剪断前A、B静止 ， A球受拉力F、重力mg和弹力F”三个力作用；B球受弹力F”和重力mg两个力 ， 根据受力平衡有
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图10
A球：B球：解得刚剪断时 ， 绳子的拉力立即消失 ， 弹簧由于在剪断瞬间还来不及发生变化而保持不变 ， A球受重力mg、弹力F”两个力 ， B球受力情况保持不变 。 根据牛顿第二定律有A球：B球：解得（方向竖直向下） ，。
END
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