《物理 習(xí)題課 用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決幾類典型問題 滬科版必修1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理 習(xí)題課 用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決幾類典型問題 滬科版必修1（17頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、習(xí)題課習(xí)題課:用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決幾類典型問題用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決幾類典型問題1.牛頓第二定律的表達(dá)式F=ma,其中加速度a與合力F存在著瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,a與F同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失;a的方向始終與合力F的方向相同。2.解決動(dòng)力學(xué)問題的關(guān)鍵是做好兩個(gè)分析:受力情況分析和運(yùn)動(dòng)情況分析,同時(shí)抓住聯(lián)系受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的橋梁加速度。一二三一、瞬時(shí)加速度問題根據(jù)牛頓第二定律,加速度a與合外力F存在著瞬時(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。應(yīng)注意兩類基本模型的區(qū)別: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
2、力的物體,剪斷(或脫離)后,彈力立即改變或消失,形變恢復(fù)幾乎不需要時(shí)間。2.彈簧(或橡皮繩)模型:此種物體的特點(diǎn)是形變量大,形變恢復(fù)需要較長(zhǎng)時(shí)間,在瞬時(shí)問題中,其彈力的大小往往可以看成是不變的。一二三【例1】 A、B兩球用細(xì)線懸掛于天花板上且靜止不動(dòng),兩球質(zhì)量之比mAmB=53,兩球間連接一個(gè)輕彈簧(如圖所示),如果突然剪斷細(xì)線,則在剪斷細(xì)線瞬間A球、B球的加速度分別為(已知重力加速度為g) ()A.g,gB.1.6g,0C.0.6g,0D.0, g解析:由于在剪斷細(xì)線的瞬間,A、B球仍在原來的位置,所以輕彈簧的形變量還未發(fā)生變化,即輕彈簧中的彈力大小、方向均未發(fā)生變化。由系統(tǒng)原來靜止可知,輕
3、彈簧彈力大小為mBg,所以剪斷細(xì)線瞬間B球的合外力仍為零,加速度也為零,而A球所受的合外力大小為 mBg,所以A球加速度為1.6g,故B正確。答案:B一二三變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1如圖所示,輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連,下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連,整個(gè)系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上,并處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出,設(shè)抽出后的瞬間,木塊1、2的加速度大小分別為a1、a2。重力加速度大小為g。則有()解析:在抽出木板后的瞬間,彈簧對(duì)木塊1的支持力和對(duì)木塊2的壓力并未改變。木塊1受重力和支持力,mg=N,a1=0,木塊2受重力和壓力,根據(jù)牛頓第二定律得 ,故選C。答案:C一二三二、動(dòng)力
4、學(xué)中的臨界問題在應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)問題中,當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的加速度不同時(shí),物體有可能處于不同的狀態(tài),特別是題目中出現(xiàn)“最大”“最小”“剛好”等詞語(yǔ)時(shí),往往會(huì)有臨界值出現(xiàn)。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,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.靜摩擦力發(fā)生突變的臨界條件靜摩擦力是被動(dòng)力,其存在及方向由物體間的相對(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)。一二三【例2】 如圖所示,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。(1)當(dāng)滑
5、塊至少以多大的加速度a向左運(yùn)動(dòng)時(shí),小球?qū)瑝K的壓力等于零?(2)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?一二三解析:(1)假設(shè)滑塊具有向左的加速度a時(shí),小球受重力mg、線的拉力F和斜面的支持力N作用,如圖甲所示。由牛頓第二定律得水平方向:Fcos 45-Ncos 45=ma,豎直方向:Fsin 45+Nsin 45-mg=0。由上述兩式解得由此兩式可以看出,當(dāng)加速度a增大時(shí),球所受的支持力N減小,線的拉力F增大。當(dāng)a=g時(shí),N=0,此時(shí)小球雖與斜面接觸但無壓力,處于臨界狀態(tài),所以滑塊至少以a=g的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)小球?qū)瑝K的壓力等于零。一二三一二三變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2在例2中,當(dāng)滑塊
6、加速度多大時(shí),線的拉力為零?此時(shí)滑塊運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能是怎樣的?解析:當(dāng)線的拉力恰好為零時(shí),小球受力情況如圖所示:小球受重力mg、彈力N,兩個(gè)力的合力方向水平向右。合力大小為mgtan 45。根據(jù)牛頓第二定律:mgtan 45=ma得a=gtan 45=g滑塊的加速度方向水平向右,可能的運(yùn)動(dòng)狀態(tài):向右做加速度大小為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng);向左做加速度大小為g的勻減速直線運(yùn)動(dòng)。答案:見解析一二三三、動(dòng)力學(xué)中的連接體問題解決力學(xué)問題,特別是在應(yīng)用牛頓第二定律解題時(shí)應(yīng)特別注意研究對(duì)象的選取。當(dāng)幾個(gè)物體間存在相互作用時(shí),在解題過程中選取研究對(duì)象很重要,有時(shí)以整體為研究對(duì)象,有時(shí)以單個(gè)物體為研究對(duì)象。一二三【例3
7、】 如圖所示,兩塊粘連在一起的物塊a和b,質(zhì)量分別為ma和mb,放在光滑的水平桌面上,現(xiàn)同時(shí)給它們施加方向如圖所示的水平推力Fa和水平拉力Fb,已知FaFb,則a對(duì)b的作用力()A.必為推力B.必為拉力C.可能為推力,也可能為拉力D.不可能為零一二三變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3如圖所示,質(zhì)量分別為m1和m2的物塊A、B,用勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連。當(dāng)用恒力F沿傾角為的固定光滑斜面向上拉兩物塊,使之共同加速運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)量為多少?解析:對(duì)整體分析,由牛頓第二定律得F-(m1+m2)gsin =(m1+m2)a隔離A,由牛頓第二定律得kx-m1gsin =m1a12341.如圖所示,A、B兩物塊疊放在一
8、起,在粗糙的水平面上保持相對(duì)靜止地向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)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,逐漸減小解析:A、B物塊做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度不變,方向向左。對(duì)B受力分析,由牛頓第二定律F=ma知,A對(duì)B的摩擦力大小不變,方向向左,A正確。答案:A12342.(多選)質(zhì)量均為m的A、B兩球之間系著一個(gè)質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧并放在光滑水平臺(tái)面上,A球緊靠墻壁,如圖所示,今用水平力F推B球使其向左壓彈簧,平衡后,突然將力F撤去的瞬間 ()解析:在將力F撤去的瞬間A球受力情況不變,仍靜止,A的加速度為零,選項(xiàng)A錯(cuò),B對(duì);而B球在撤去力F的瞬
9、間,彈簧的彈力還沒來得及發(fā)生變化,故B的加速度大小為 ,選項(xiàng)C錯(cuò),D對(duì)。答案:BD12343.如圖所示,A、B兩木塊間連一輕桿,A、B質(zhì)量相等,一起靜止地放在一塊光滑木板上,若將此木板突然抽出,在此瞬間,A、B兩木塊的加速度分別是()A.aA=0,aB=2g B.aA=g,aB=gC.aA=0,aB=0D.aA=g,aB=2g解析:當(dāng)剛抽去木板時(shí),A、B和桿將作為一個(gè)整體一起下落,下落過程中只受重力,根據(jù)牛頓第二定律得aA=aB=g,故選項(xiàng)B正確。答案:B12344.如圖所示,質(zhì)量為M的木箱置于水平地面上,在其內(nèi)部上壁固定一輕質(zhì)彈簧,彈簧下端與質(zhì)量為m的小球連接。在小球上下振動(dòng)的某個(gè)時(shí)刻,木箱恰好不離開地面,求此時(shí)小球的加速度。解析:如圖所示。對(duì)木箱受力分析有F=Mg對(duì)小球受力分析有mg+F=ma又F=F
物理 習(xí)題課 用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決幾類典型問題 滬科版必修1
