《（浙江專用）2018-2019高中物理 第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 微型專題 用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決幾類典型問(wèn)題（二）課件 新人教版必修1.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江專用）2018-2019高中物理 第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 微型專題 用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決幾類典型問(wèn)題（二）課件 新人教版必修1.ppt（33頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

微型專題用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決幾類典型問(wèn)題(二),第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律,[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.學(xué)會(huì)分析含有彈簧的瞬時(shí)問(wèn)題.2.會(huì)解決兩個(gè)物體具有相同加速度的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題.3.掌握臨界問(wèn)題的分析方法.,內(nèi)容索引,,重點(diǎn)探究啟迪思維探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測(cè)檢測(cè)評(píng)價(jià)達(dá)標(biāo)過(guò)關(guān),重點(diǎn)探究,一、瞬時(shí)加速度問(wèn)題,物體的加速度與合力存在瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度，關(guān)鍵是分析該時(shí)刻物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時(shí)加速度，解決此類問(wèn)題時(shí)，要注意兩類模型的特點(diǎn)：(1)剛性繩(或接觸面)模型：這種不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，剪斷(或脫離)后，恢復(fù)形變幾乎不需要時(shí)間，故認(rèn)為彈力立即改變或消失.(2)彈簧(或橡皮繩)模型：此種物體的特點(diǎn)是形變量大，恢復(fù)形變需要較長(zhǎng)時(shí)間，在瞬時(shí)問(wèn)題中，其彈力的大小往往可以看成是不變的.,例1如圖1所示，質(zhì)量分別為m和2m的A和B兩球用輕彈簧連接，A球用細(xì)線懸掛起來(lái)，兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果將懸掛A球的細(xì)線剪斷，此時(shí)A和B兩球的瞬時(shí)加速度aA、aB的大小分別是A.aA＝0，aB＝0B.aA＝g，aB＝gC.aA＝3g，aB＝gD.aA＝3g，aB＝0,答案,解析,√,圖1,解析分析B球原來(lái)受力如圖甲所示，F(xiàn)′＝2mg剪斷細(xì)線后彈簧形變瞬間不會(huì)恢復(fù)，故B球受力不變，aB＝0.分析A球原來(lái)受力如圖乙所示，F(xiàn)T＝F＋mg，F(xiàn)′＝F，故FT＝3mg.剪斷細(xì)線，F(xiàn)T變?yōu)?，F(xiàn)大小不變，小球A受力如圖丙所示由牛頓第二定律得：F＋mg＝maA，解得aA＝3g.,1.加速度和力具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，即同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失，分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度，關(guān)鍵是分析該時(shí)刻物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時(shí)加速度.2.分析瞬態(tài)變化問(wèn)題的一般思路：(1)分析瞬態(tài)變化前物體的受力情況，求出每個(gè)力的大小.(2)分析瞬態(tài)變化后每個(gè)力的變化情況.(3)由每個(gè)力的變化確定變化后瞬間的合力，由牛頓第二定律求瞬時(shí)加速度.,針對(duì)訓(xùn)練1如圖2所示，質(zhì)量為m的小球被水平繩AO和與豎直方向成θ角的輕彈簧系著處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將繩AO燒斷，在繩AO燒斷的瞬間，下列說(shuō)法正確的是A.彈簧的拉力B.彈簧的拉力F＝mgsinθC.小球的加速度為零D.小球的加速度a＝gsinθ,答案,解析,√,圖2,解析燒斷AO之前，小球受3個(gè)力，受力分析如圖所示，燒斷繩的瞬間，繩的張力沒(méi)有了，但由于輕彈簧形變的恢復(fù)需要時(shí)間，故彈簧的彈力不變，A正確，B錯(cuò)誤.燒斷繩的瞬間，小球受到的合力與繩子的拉力等大反向，即F合＝mgtanθ，則小球的加速度a＝gtanθ，則C、D錯(cuò)誤.,二、簡(jiǎn)單連接體問(wèn)題,1.連接體：兩個(gè)或兩個(gè)以上相互作用的物體組成的具有相同加速度的整體叫連接體.如幾個(gè)物體疊放在一起，或并排擠放在一起，或用繩子、細(xì)桿等連在一起，在求解連接體問(wèn)題時(shí)常用的方法有整體法與隔離法.2.整體法：把整個(gè)連接體系統(tǒng)看做一個(gè)研究對(duì)象，分析整體所受的外力，運(yùn)用牛頓第二定律列方程求解.其優(yōu)點(diǎn)在于它不涉及系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用力.3.隔離法：把系統(tǒng)中某一物體(或一部分)隔離出來(lái)作為一個(gè)單獨(dú)的研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，列方程求解.其優(yōu)點(diǎn)在于將系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作用的內(nèi)力轉(zhuǎn)化為研究對(duì)象所受的外力，容易看清單個(gè)物體(或一部分)的受力情況或單個(gè)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)情形.,4.加速中的連接體求解各部分加速度都相同的連接體問(wèn)題時(shí)，要優(yōu)先考慮整體法；如果還需要求物體之間的作用力，再用隔離法.隨著研究對(duì)象的轉(zhuǎn)移，往往兩種方法交叉運(yùn)用.一般的思路是先用其中一種方法求加速度，再用另一種方法求物體間的作用力或系統(tǒng)所受合力.無(wú)論運(yùn)用整體法還是隔離法，解題的關(guān)鍵還是在于對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行正確的受力分析.5.平衡中的連接體如果兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體組成系統(tǒng)處于平衡態(tài)時(shí)，系統(tǒng)所受合力一定為零，若求外界物體對(duì)系統(tǒng)的作用力一般選整體法，若求系統(tǒng)內(nèi)部物體間的相互作用力，一般選隔離法.,例2如圖3所示，物體A、B用不可伸長(zhǎng)的輕繩連接，在豎直向上的恒力F作用下一起向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，已知mA＝10kg，mB＝20kg，F(xiàn)＝600N，求此時(shí)輕繩對(duì)物體B的拉力大小(g取10m/s2).,答案400N,答案,解析,圖3,解析對(duì)A、B整體受力分析和單獨(dú)對(duì)B受力分析，分別如圖甲、乙所示：對(duì)A、B整體，根據(jù)牛頓第二定律有：F－(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a物體B受輕繩的拉力和重力，根據(jù)牛頓第二定律，有：FT－mBg＝mBa，聯(lián)立解得：FT＝400N.,當(dāng)物體各部分加速度相同且不涉及求內(nèi)力的情況，用整體法比較簡(jiǎn)單；若涉及物體間相互作用力時(shí)必須用隔離法.整體法與隔離法在較為復(fù)雜的問(wèn)題中常常需要有機(jī)地結(jié)合起來(lái)運(yùn)用，這將會(huì)更快捷有效.,針對(duì)訓(xùn)練2在水平地面上有兩個(gè)彼此接觸的物體A和B，它們的質(zhì)量分別為m1和m2，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，若用水平推力F作用于A物體，使A、B一起向前運(yùn)動(dòng)，如圖4所示，求兩物體間的相互作用力為多大？,答案,解析,圖4,解析以A、B整體為研究對(duì)象，其受力如圖甲所示，由牛頓第二定律可得F－μ(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a,再以B物體為研究對(duì)象，其受力如圖乙所示，由牛頓第二定律可得FAB－μm2g＝m2a,例3如圖5所示，兩相同輕質(zhì)硬桿OO1、OO2可繞其兩端垂直紙面的水平軸O、O1、O2轉(zhuǎn)動(dòng)，在O點(diǎn)懸掛一重物M，將兩相同木塊m分別緊壓在豎直擋板上，此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)保持靜止.Ff表示木塊與擋板間摩擦力的大小，F(xiàn)N表示木塊與擋板間正壓力的大小.若擋板間的距離稍許增大后，系統(tǒng)仍靜止且O1、O2始終等高，則A.Ff變小B.Ff不變C.FN變小D.FN變大,解析,答案,√,圖5,√,解析選重物M及兩個(gè)木塊m組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，系統(tǒng)受力情況如圖甲所示，,甲,根據(jù)平衡條件有2Ff＝(M＋2m)g，即Ff＝與兩擋板間距離無(wú)關(guān)，故擋板間距離稍許增大后，F(xiàn)f不變，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；,如圖乙所示，將繩的張力F沿OO1、OO2兩個(gè)方向分解為F1、F2，則F1＝F2＝當(dāng)擋板間距離稍許增大后，F(xiàn)不變，θ變大，cosθ變小，故F1變大；,乙,選左邊木塊m為研究對(duì)象，其受力情況如圖丙所示，根據(jù)平衡條件得FN＝F1sinθ，當(dāng)兩擋板間距離稍許增大后，F(xiàn)1變大，θ變大，sinθ變大，因此FN變大，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確.,丙,三、動(dòng)力學(xué)的臨界問(wèn)題,1.臨界問(wèn)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(yǔ)：在動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中出現(xiàn)的“最大”“最小”“剛好”“恰能”等詞語(yǔ)，一般都暗示了臨界狀態(tài)的出現(xiàn)，隱含了相應(yīng)的臨界條件.3.常見(jiàn)類型(1)彈力發(fā)生突變的臨界條件彈力發(fā)生在兩物體的接觸面之間，是一種被動(dòng)力，其大小由物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定.相互接觸的兩個(gè)物體將要脫離的臨界條件是彈力為零.,(2)摩擦力發(fā)生突變的臨界條件摩擦力是被動(dòng)力，由物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)決定.①靜摩擦力為零是狀態(tài)方向發(fā)生變化的臨界狀態(tài)；②靜摩擦力最大是物體恰好保持相對(duì)靜止的臨界狀態(tài).,例4如圖6所示，細(xì)線的一端固定在傾角為45的光滑楔形滑塊A的頂端P處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球(重力加速度為g).(1)當(dāng)滑塊至少以多大的加速度向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，線對(duì)小球的拉力剛好等于零？,答案g,答案,解析,圖6,解析當(dāng)FT＝0時(shí)，小球受重力mg和斜面支持力FN作用，如圖甲，則FNcos45＝mgFNsin45＝ma解得a＝g.故當(dāng)向右加速度為g時(shí)線上的拉力為0.,(2)當(dāng)滑塊至少以多大的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)瑝K的壓力等于零？,答案g,答案,解析,解析假設(shè)滑塊具有向左的加速度a1時(shí)，小球受重力mg、線的拉力FT1和斜面的支持力FN1作用，如圖乙所示.由牛頓第二定律得水平方向：FT1cos45－FN1sin45＝ma1，豎直方向：FT1sin45＋FN1cos45－mg＝0.,由此兩式可以看出，當(dāng)加速度a1增大時(shí)，球所受的支持力FN1減小，線的拉力FT1增大.,當(dāng)a1＝g時(shí)，F(xiàn)N1＝0，此時(shí)小球雖與斜面接觸但無(wú)壓力，處于臨界狀態(tài)，這時(shí)線的拉力為FT1＝所以滑塊至少以a1＝g的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)小球?qū)瑝K的壓力等于零.,(3)當(dāng)滑塊以a′＝2g的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，線中拉力為多大？,答案,解析,解析當(dāng)滑塊加速度大于g時(shí)，小球?qū)ⅰ帮h”離斜面而只受線的拉力和重力的作用，如圖丙所示，,此時(shí)細(xì)線與水平方向間的夾角α<45.由牛頓第二定律得FT′cosα＝ma′，F(xiàn)T′sinα＝mg，,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.(瞬時(shí)加速度問(wèn)題)如圖7所示，在光滑的水平面上，質(zhì)量分別為m1和m2的木塊A和B之間用輕彈簧相連，在拉力F作用下，以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻突然撤去拉力F，此瞬間A和B的加速度為a1和a2，則,答案,解析,圖7,√,1,2,3,4,解析兩木塊在光滑的水平面上一起以加速度a向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧的彈力F彈＝m1a，在力F撤去的瞬間，彈簧的彈力來(lái)不及改變，大小仍為m1a，因此對(duì)A來(lái)講，加速度此時(shí)仍為a，對(duì)B：取向右為正方向，－m1a＝m2a2，a2＝所以D正確.,1,2,3,4,2.(連接體問(wèn)題)如圖8所示，光滑水平面上，水平恒力F作用在小車上，使小車和木塊一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，小車質(zhì)量為M，木塊質(zhì)量為m，它們的共同加速度為a，木塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A.木塊受到的摩擦力大小一定為μmgB.木塊受到的合力大小為(M＋m)aC.小車受到的摩擦力大小為D.小車受到的合力大小為(m＋M)a,√,答案,解析,1,2,3,4,圖8,對(duì)木塊運(yùn)用牛頓第二定律得F合＝ma，故B錯(cuò)誤；小車受到的摩擦力與Ff大小相等，故C正確；對(duì)小車運(yùn)用牛頓第二定律得F車合＝Ma，故D錯(cuò)誤.,1,2,3,4,3.(平衡中的連接體)(多選)如圖9所示，滑塊A與小球B用一根不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，且滑塊A套在水平直桿上.現(xiàn)用大小為10N、與水平方向成30角的力F拉B，使A、B一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A、B保持相對(duì)靜止.已知A、B的質(zhì)量分別為2kg、1kg，重力加速度為10m/s2，則A.輕繩與水平方向的夾角θ＝60B.輕繩與水平方向的夾角θ＝30,答案,解析,1,2,3,4,圖9,√,√,解析以A、B整體為研究對(duì)象，由平衡條件可知，在水平方向上Fcos30＝μFN，在豎直方向上(mA＋mB)g＝Fsin30＋FN，聯(lián)立解得μ＝故C錯(cuò)誤，D正確；,1,2,3,4,以B為研究對(duì)象，由平衡條件可知，水平方向上FTcosθ＝Fcos30，豎直方向上FTsinθ＋Fsin30＝mBg，聯(lián)立解得θ＝30，故A錯(cuò)誤，B正確.,解析當(dāng)A、B之間恰好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)力F最大，此時(shí)，A物體所受的合力為μmg，由牛頓第二定律知aA＝＝μg，對(duì)于A、B整體，加速度a＝aA＝μg.由牛頓第二定律得F＝3ma＝3μmg.,4.(動(dòng)力學(xué)的臨界問(wèn)題)如圖10所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m、2m的A、B兩個(gè)物體，A、B間的最大靜摩擦力為μmg(重力加速度為g)，現(xiàn)用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度運(yùn)動(dòng)，則拉力F的最大值為A.μmgB.2μmgC.3μmgD.4μmg,√,答案,解析,1,2,3,4,圖10,