民科吧 关注:370,709贴子:4,896,161

这个实验的答案,我选A

只看楼主收藏回复

如图,在塑料杯底固定两根橡皮筋,橡皮筋漫过光滑杯口后各连接一个质量为 m 的小球,拉力 F 通过两根细线使杯子处于静止状态。当拉力 F 撤销后,杯子作自由落体运动。请问:杯子在开始作自由落体运动后,小球会(?)
A 、先向上运动,有可能被橡皮筋拉入杯子内。
B 、仍在原位置且与杯子一起做自由落体运动。
C 、先向下运动,橡皮筋被拉长。
防杠特注:摩擦力等阻力皆忽略不计!


IP属地:山东来自Android客户端1楼2025-04-12 12:28回复
    这个实验,与在杯子中用小球压着一个固定在杯子底部的弹簧上,有异曲同工之妙哉!


    IP属地:山东来自Android客户端2楼2025-04-12 12:50
    回复
      我总结的超重和失重现象发生的规律是:当载体加速向上或减速向下运动时,载物便发生对载体的超重现象;当载体减速向上或加速向下运动时,载物便发生对载体的失重现象。(前提是载体加速度a≤重力加速度g)此规律简明扼要,对判断载物是否发生对载体的超重或失重现象,很有用滴,哈哈哈哈哈哈,笑那些不学无术之辈!
      主楼问题,属于后者!


      IP属地:山东来自Android客户端3楼2025-04-12 12:57
      回复
        这是生理期一直污蔑我的原帖截图,我发的原帖上的,哈哈,看蠢胜豕咋继续作妖!!


        IP属地:山东来自Android客户端6楼2025-04-12 14:11
        回复
          显然弹力的力不会大于M球g啊。


          IP属地:重庆10楼2025-04-12 18:08
          收起回复
            初始状态分析
            首先,我们需要明确初始状态(拉力 F 存在时)的受力情况:
            1、杯子:受到向下的重力 Mg(假设杯子的质量为
            M),向上的拉力 F,以及两根橡皮筋对杯底的向下拉力。因为杯子静止,所以:F=Mg+2T
            其中 T 是每根橡皮筋的张力。
            2、小球:每个小球受到向下的重力 mg
            和向上的橡皮筋张力 T。因为小球也是静止的:
            T=mg
            因此,初始时橡皮筋的张力 T=mg。
            3、撤销拉力 F 后的瞬间
            当撤销拉力 F 后,整个系统(杯子、橡皮筋、小球)开始做自由落体运动。自由落体意味着所有物体都以加速度 g 向下运动,且忽略空气阻力。
            4、关键点:在自由落体状态下,系统处于失重状态。这意味着所有物体之间的相互作用力会发生变化。
            5、杯子的运动
            杯子现在只受到重力 Mg 和两根橡皮筋的拉力
            2T ′(T′是新的张力)。根据牛顿第二定律:Mg−2T′ =Ma,其中 a 是杯子的加速度。因为杯子在做自由落体运动,a=g:
            Mg−2T ′=Mg⟹2T ′ =0⟹T ′=0
            因此,橡皮筋的张力 T ′变为零。
            6、小球的运动
            每个小球受到重力 mg 和橡皮筋的张力 T′
            。根据牛顿第二定律:mg−T ′ =ma
            同样,a=g,且 T ′ =0:
            mg−0=mg
            这成立,说明橡皮筋的张力确实为零。
            7、橡皮筋的状态
            初始时,橡皮筋被拉伸,具有一定的长度。撤销
            F 后,张力 T ′=0,意味着橡皮筋不再被拉伸,会恢复原长(收缩)。因此:橡皮筋会收缩,试图回到松弛状态。
            由于小球之前被橡皮筋拉在杯口外,现在橡皮筋收缩,会将小球向上拉。
            8、小球的运动方向
            撤销 F 后:小球和杯子都开始以加速度 g 自由下落。但橡皮筋的张力消失,橡皮筋会收缩,试图缩短长度。
            因此,相对于杯子,小球会向上运动(因为橡皮筋在收缩)。
            如果橡皮筋收缩足够快,小球可能会被拉入杯子内。
            所以,答案A是正确的选项!


            IP属地:山东来自Android客户端11楼2025-04-13 01:16
            收起回复
              以杯子为参考系分析小球的运动
              当杯子开始做自由落体运动时,杯子本身是一个非惯性参考系(因为它在加速下落)。为了在这样的参考系中正确分析小球的运动,我们需要引入惯性力,以等效代替加速度的影响。
              1. 杯子参考系中的受力分析
              在杯子参考系中,所有物体都受到一个向上的惯性力 F惯=ma,其中 a=g(自由落体的加速度)。因此:每个小球会受到:向下的重力:mg,向上的惯性力:mg,橡皮筋的拉力:T(方向沿橡皮筋,初始时向上)
              由于自由落体时 a=g,重力和惯性力平衡:mg−mg=0
              因此,在杯子参考系中,重力被惯性力抵消,小球的运动仅取决于橡皮筋的拉力 T。
              2. 初始时刻(拉力 F 刚撤销时)
              在撤销拉力 F 之前:橡皮筋处于拉伸状态,张力
              T=mg(因为小球静止时 T=mg)。
              杯子参考系中,小球受力平衡(重力被惯性力抵消,张力 T=mg 向上)
              撤销 F 后:杯子开始自由落体,参考系获得
              a=g 的加速度。橡皮筋的张力 T 会瞬间减小(因为杯子和小球都在自由下落,橡皮筋不再需要提供
              T=mg 的力来平衡重力)。
              橡皮筋会恢复原长(松弛),导致张力 T 迅速减小到 0。
              3. 小球的运动
              在杯子参考系中:撤销 F 后,橡皮筋的张力 T 从
              mg 减小到 0。
              由于张力消失,橡皮筋会收缩,试图恢复自然长度。因此,小球会受到一个向上的拉力(橡皮筋收缩的方向),使其向上加速运动。
              运动趋势:橡皮筋收缩 → 小球向上运动(向杯子方6向移动)。
              如果橡皮筋足够强,小球可能会被拉入杯子内。
              所以,在杯子参考系中,撤销拉力F后:
              重力被惯性力抵消,小球仅受橡皮筋拉力影响。
              橡皮筋张力消失,会收缩,导致小球向上运动。
              正确答案:A(先向上运动,有可能被橡皮筋拉入杯子内)


              IP属地:山东来自Android客户端12楼2025-04-13 01:31
              收起回复
                蚂蚁文库上的文章网页链接 "超重和失重"的几个演示实验
                @晾衣杆🔯@晾衣杆🔯十一 是错了?


                IP属地:山东来自Android客户端20楼2025-04-13 23:56
                收起回复
                  又找到一篇,@晾衣杆🔯十一 请看看这些老师错哪里了!


                  IP属地:山东来自Android客户端21楼2025-04-13 23:59
                  收起回复
                    瞎话精莉莉艾3真不是东西,牠看到截图中没有g,就认为自由落体运动的加速度不是g了!哈哈,真可笑啊!


                    IP属地:山东来自Android客户端22楼2025-04-14 10:36
                    收起回复
                      没办法,只好请教ds了,它的回复我截图如次——问:橡皮筋的张力对杯子有何影响呢?答:如图










                      IP属地:山东来自Android客户端23楼2025-04-14 15:26
                      回复
                        接上楼








                        IP属地:山东来自Android客户端24楼2025-04-14 15:27
                        收起回复
                          昨晚不小心搜到的被人整改后我编辑的词条,这个图是我亲自画的,载物一词是我首个用的。@晾衣杆🔯十一 或许,我的观点更准确便有人用了!


                          IP属地:山东来自Android客户端25楼2025-04-15 09:26
                          收起回复
                            课本第43页@晾衣杆🔯十一 看看与你的一样否?


                            IP属地:山东来自Android客户端26楼2025-04-15 10:14
                            收起回复
                              开个新楼,讲讲你①②③的错处。
                              ①你说先在撤销 F 的瞬间(T =0),小球加速度为 g ;
                              这是错的 ,F撤销的瞬间,橡皮绳的弹力根本不是0。很简单:橡皮绳原来有弹力,有弹性势能,你说撤销F的一瞬间没有弹力了,原有的弹性势能去哪了?凭空消失了?
                              ②你说“随后因橡皮筋收缩,弹性力 T '使小球的加速度< g ”
                              结合上面一条,你解释一下橡皮筋弹力都没有了怎么收缩?又凭空产生的?
                              ③你说最后一起作自由落体运动。
                              你觉得经过了①和②,小球还是静止的吗?如果不是静止的,③怎么可能是自由落体运动呢?让你去看自由落体的定义,你真不看啊。或者说,你认为①和②的过程耗时为0?小球是瞬移向上一点距离的是吗?


                              IP属地:江苏来自Android客户端27楼2025-04-15 10:36
                              收起回复