2018版高中物理 第6章 力與運動 習題課二 牛頓運動定律的應用課件 魯科版必修1.ppt

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1、習題課二牛頓運動定律的應用,感悟解題規(guī)律,測評學習效果,感悟解題規(guī)律培養(yǎng)科學思維,,一、瞬時加速度問題 分析物體在某一時刻的瞬時加速度,關(guān)鍵是分析瞬時時刻前、后的受力 情況,再由牛頓第二定律求出瞬時加速度.此類問題應注意以下兩種基本模型. 1.剛性繩(或接觸面):可認為是一種不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體.若剪斷(或脫離)后,其彈力立即消失,不需要考慮形變恢復時間. 2.彈簧(或橡皮繩):此類物體的特點是形變量大,形變恢復需要較長時間.在撤去其他力的瞬間,其彈力的大小往往可以看成不變.,【典例1】 (2017福建廈門市第一中學檢測)如圖所示,A,B兩球的質(zhì)量均為m,輕質(zhì)彈簧一端固定在斜面頂端

2、,另一端與A球相連,A,B間由一輕質(zhì)細線連接,傾角為的光滑斜面固定在地面上,彈簧、細線均平行于斜面,初始系統(tǒng)處于靜止狀態(tài),細線被燒斷的瞬間,已知重力加速度為g,下列說法正確的是( ) A.B球的加速度沿斜面向上,大小為gsin B.B球的加速度沿斜面向下,大小為g C.A球的加速度沿斜面向上,大小為gsin D.A球的受力情況未變,加速度為零,C,,思維導圖,解析:對AB整體分析,根據(jù)共點力平衡知,彈簧的彈力F彈=2mgsin ,燒斷細線瞬間,對B球分析,有mgsin =maB,解得aB=gsin ,方向沿斜面向下,故A,B錯誤;隔離對A分析,有F彈-mgsin =maA,解得aA=gsin

3、,方向沿斜面向上,故C正確,D錯誤.,(1)分析物體在某一時刻的瞬時加速度,關(guān)鍵是明確該時刻物體的受力情況及運動狀態(tài),再由牛頓第二定律求出瞬時加速度. (2)在求解瞬時性加速度問題時應注意: 物體的受力情況和運動情況是時刻對應的,當外界因素發(fā)生變化時,需要重新進行受力分析和運動分析. 加速度可以隨著力的突變而突變,而速度的變化需要一個過程的積累,不會發(fā)生突變.,規(guī)律方法,瞬時性問題的解題技巧,,(教師備用) 例1-1:(2017松原高一質(zhì)檢)如圖所示,物塊1,2間用剛性輕質(zhì)桿連接,物塊3,4間用輕質(zhì)彈簧相連,物塊1,3質(zhì)量為m,2,4質(zhì)量為M,兩個系統(tǒng)均置于水平放置的光滑木板上,并處于靜止狀態(tài)

4、.現(xiàn)將兩木板沿水平方向突然抽出,設抽出后的瞬間,物塊1,2,3,4的加速度大小分別為a1,a2,a3, a4.重力加速度大小為g,則有( ) A.a1=a2=a3=a4=0 B.a1=a2=a3=a4=g,C,,,針對訓練1-1 (2017唐山高一期末)如圖所示,質(zhì)量為m=1 kg的小球與水平輕彈簧及與豎直方向成=45角的不可伸長的輕繩一端相連,此時小球處于靜止平衡狀態(tài),當剪斷輕繩的瞬間,取g=10 m/s2,此時輕彈簧的彈力大小為;小球的加速度大小為.,,答案:10 N14.14 m/s2,二、整體法與隔離法的應用 1.在求解連接體問題時常常用到整體法與隔離法.所謂“連接體”問題,是指運動中

5、的幾個物體或上下疊放在一起、或前后擠靠在一起、或通過細繩、輕彈簧連在一起的物體組. 2.整體法是指當連接體內(nèi)的物體之間沒有相對運動(即有共同加速度)時,可把此物體組作為一個整體對象考慮,分析其受力情況,整體運用牛頓第二定律列式求解. 3.隔離法是指在求解連接體內(nèi)各個物體之間的相互作用力(如相互間的拉力、壓力或相互間的摩擦力等)時,可以把其中一個物體從連接體中“單獨”隔離出來,進行受力分析的方法. 整體法與隔離法在較為復雜的問題中常常需要有機地結(jié)合起來、交叉運用,這將會更快捷有效.,,【典例2】 (2017浙江省寧波市高一檢測)如圖所示,在光滑的水平地面上有一質(zhì)量為M、傾角為的光滑斜面體,它的斜

6、面上有一質(zhì)量為m的物塊A.現(xiàn)對A施加一水平向左的恒力,使物塊和斜面恰好保持相對靜止.不計一切摩擦,求: (1)恒力F的大小; (2)系統(tǒng)的加速度的大小; (3)M對m的彈力大小.,,審題指導,,方法總結(jié) 連接體問題的解題原則,能整體不隔離,一般先整體后隔離或先隔離后整體.如當系統(tǒng)中各物體有相同的加速度,求系統(tǒng)中某兩物體間的相互作用力時,往往是先用整體法求出加速度,再用隔離法求作用力.,(教師備用) 例2-1:(2017河北省邯鄲市高一檢測)物塊1,2放在光滑水平面上,它們 之間用輕質(zhì)彈簧測力計相連,如圖所示.今對物塊1,2分別施以方向相反的水平力F1,F2.且F1大于F2,則彈簧測力計的示數(shù)(

7、 ) A.一定等于F1 + F2B.一定等于F1-F2 C.一定大于F2小于F1D.條件不足,無法確定,C,,,,針對訓練2-1 (2017烏蘭察布高一期末)如圖所示,A,B兩物塊疊放在一起,在粗糙的水平面上保持相對靜止地向右做勻減速直線運動,運動過程中B受到的摩擦力( ) A.方向向左,大小不變B.方向向左,逐漸減小 C.方向向右,大小不變D.方向向右,逐漸減小,A,三、動力學中的臨界問題 1.臨界問題:某種物理現(xiàn)象(或物理狀態(tài))剛好要發(fā)生或剛好不發(fā)生的轉(zhuǎn)折狀態(tài). 2.關(guān)鍵詞語:在動力學問題中出現(xiàn)的“最大”“最小”“剛好”“恰能”等詞語,一般都暗示了臨界狀態(tài)的出現(xiàn),隱含了相應的臨界條件.,

8、【典例3】 (2017周口高一期末)(多選)如圖所示,質(zhì)量為m的滑塊在水平面上撞向彈簧,當滑塊將彈簧壓縮了x0時速度減小到零,然后彈簧又將滑塊向右推開,已知彈簧的勁度系數(shù)為k,滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為,整個過程彈簧未超過彈性限度,則下列說法正確的是( ),ACD,,思維導圖 壓縮過程 彈回過程,,方法總結(jié) 常見的三類臨界問題的臨界條件 (1)相互接觸的兩物體脫離的臨界條件是相互作用的彈力為零,即N=0. (2)繩子松弛的臨界條件是繩中張力為零,即T=0. (3)存在靜摩擦的連接系統(tǒng),相對靜止與相對滑動的臨界條件靜摩擦力達到最大值,即f靜=fm.,(教師備用) 例3-1:(2016南昌高一聯(lián)

9、考)如圖所示,細線的一端固定于傾角為45的光滑楔形滑塊A的頂端P處,細線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球.當楔形滑塊加速度情況怎樣時,小球?qū)πㄐ位瑝K的壓力恰好等于零( ) A.加速度方向向左,大小為gtan 45 B.加速度方向向右,大小為gtan 45 C.加速度方向向左,大小為gsin 45 D.加速度方向向右,大小為gsin 45,A,,,,解析:對小球受力分析,如圖所示. 根據(jù)牛頓第二定律mgtan 45=ma a=gtan 45,方向向左.,針對訓練3-1 (2017福建四校高一聯(lián)考)如圖所示,在光滑水平面上有一輛小車A,其質(zhì)量為mA=2.0 kg,小車上放一個物體B,其質(zhì)量為mB=1.0

10、 kg.如圖(甲)所示,給B一個水平推力F,當F增大到稍大于3.0 N時,A,B開始相對滑動.如果撤去F,對A施加一水平推力F,如圖(乙)所示.要使A,B不相對滑動,求F的最大值Fmax.,,解析:根據(jù)題圖(甲)可知,設A,B間的靜摩擦力達到最大值Ffmax時,系統(tǒng)的加速度為a. 根據(jù)牛頓第二定律,對A,B整體有F=(mA+mB)a, 對A有Ffmax=mAa, 代入數(shù)據(jù)解得Ffmax=2.0 N. 根據(jù)題圖(乙)情況,設A,B剛開始滑動時系統(tǒng)的加速度為a, 根據(jù)牛頓第二定律得 以B為研究對象有Ffmax=mBa 以A,B整體為研究對象,有 Fmax=(mA+mB)a 代入數(shù)據(jù)解得Fmax=6

11、.0 N. 答案:6.0 N,測評學習效果演練當堂技法,1.(2017湖北省荊州高一期末)圖中所示A,B,C為三個相同物塊,由輕質(zhì)彈簧K和輕線L相連,懸掛在天花板上處于靜止狀態(tài),若將L剪斷,則在剛剪斷時,A,B的加速度大小aA,aB分別為( ) A.aA=0,aB=0 B.aA=0,aB=g C.aA=g,aB=g D.aA=g,aB=0,,B,解析:剪斷L以前,下面彈簧的彈力為2mg;剪斷細線L后,對物塊B,根據(jù)牛頓第二定律2mg-mg=maB,解得aB=g;因剪斷細線時,彈簧的彈力不能突變,則可知物塊A的受力情況不變,加速度為零,則選項B正確.,2.(2017武漢二中高一期末)如圖所示,兩

12、個質(zhì)量相同的物體1和2,緊靠在一起放在光滑的水平面上,如果它們分別受到水平推力F1和F2的作用,而且 F1F2,則1施于2的作用力的大小為( ),C,,3.(2017河北省滄州市高一月考)如圖所示,手提一根質(zhì)量不計的、下端掛有物體的彈簧豎直向上做加速運動,在手突然停止運動的瞬間,物體( ) A.處于靜止狀態(tài) B.處于向上做減速運動的狀態(tài) C.處于向上做加速運動的狀態(tài) D.處于向上做勻速運動的狀態(tài),C,,解析:在手突然停止運動前,物體向上做加速運動,彈力大于重力.在手突然停止運動的瞬間,彈力沒有來得及變化,仍大于重力,根據(jù)牛頓第二定律,物體的加速度向上,仍向上做加速運動,故A,B,D錯誤,C正確

13、.,4. 如圖所示,兩個質(zhì)量都是m的滑塊A和B,緊挨著并排放在水平桌面上,A,B間的接觸面垂直于圖中紙面且與水平面成角,所有接觸面都光滑無摩擦,現(xiàn)用一個水平推力作用于滑塊A上,使A,B一起向右做加速運動,求: (1)如果要A,B間不發(fā)生相對滑動,它們共同向右的最大加速度是多少?,,解析:(1)在水平推力F作用下,A,B間不發(fā)生相對滑動. 則F=2ma 分別隔離A,B受力分析如圖(甲)、(乙)所示. 對A:F-Tsin =ma N=mg-Tcos 對B:Tsin =ma N=mg+Tcos 若F增大,由知a增大,則由知T,T均增大,由知T增大則N減小.當N=0時,對應的加速度a為A,B不發(fā)生相對滑動的臨界條件.當N=0時,對A有Tcos =mg,對B有Tsin =ma解得a=gtan ,a為A,B一起向右運動的最大加速度.,答案:(1)gtan ,,解析:(2)對整體F=2ma,且a最大值為a=gtan ,則A,B不發(fā)生相對滑動的水平推力的最大值為F2mgtan ,故F的取值范圍為0