2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專題系列之熱點(diǎn)專題突破 專題8 牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用之瞬時性問題學(xué)案.doc

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突破8 牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用之瞬時性問題加速度與合外力具有瞬時對應(yīng)關(guān)系，二者總是同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失。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或運(yùn)動狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時加速度，此類問題應(yīng)注意以下幾種模型： 模型受外力時的形變量力能否突變產(chǎn)生拉力或壓力輕繩微小不計可以只有拉力沒有壓力輕橡皮繩較大不能只有拉力沒有壓力輕彈簧較大不能既可有拉力也可有壓力輕桿微小不計可以既可有拉力也可有支持力 【規(guī)律方法】抓住“兩關(guān)鍵”、遵循“四步驟”(1)分析瞬時加速度的“兩個關(guān)鍵”：分析瞬時前、后的受力情況和運(yùn)動狀態(tài)。明確繩或線類、彈簧或橡皮條類模型的特點(diǎn)。(2)“四個步驟”：第一步：分析原來物體的受力情況。第二步：分析物體在突變時的受力情況。第三步：由牛頓第二定律列方程。第四步：求出瞬時加速度，并討論其合理性。【典例1】兩個質(zhì)量均為m的小球，用兩條輕繩連接，處于平衡狀態(tài)，如圖所示?，F(xiàn)突然迅速剪斷輕繩OA，讓小球下落，在剪斷輕繩的瞬間，設(shè)小球A、B的加速度分別用a1和a2表示，則( ) A.a1g，a2gB.a10，a22gC.a1g，a20D.a12g，a20【答案】 A【解析】 由于繩子張力可以突變，故剪斷OA后小球A、B只受重力，其加速度a1a2g。故選項(xiàng)A正確?！镜淅?】如圖所示，光滑水平面上，A、B兩物體用輕彈簧連接在一起，A、B的質(zhì)量分別為m1、m2，在拉力F作用下，A、B共同做勻加速直線運(yùn)動，加速度大小為a，某時刻突然撤去拉力F，此瞬時A和B的加速度大小為a1和a2，則( ) Aa10，a20Ba1a，a2aCa1a，a2aDa1a，a2a【答案】 D 【典例3】用細(xì)繩拴一個質(zhì)量為m的小球，小球?qū)⒁还潭ㄔ趬ι系乃捷p質(zhì)彈簧壓縮了x(小球與彈簧不拴連)，如圖所示將細(xì)繩剪斷后( ) A小球立即獲得的加速度B小球在細(xì)繩剪斷瞬間起開始做平拋運(yùn)動C小球落地的時間等于 D小球落地的速度大于【答案】 CD【解析】 細(xì)繩剪斷瞬間，小球受豎直方向的重力和水平方向的彈力作用，選項(xiàng)A、B均錯；水平方向的彈力不影響豎直方向的自由落體運(yùn)動，故落地時間由高度決定，選項(xiàng)C正確；重力和彈力均做正功，選項(xiàng)D正確【典例4】如圖所示，A、B、C三球質(zhì)量均為m，輕質(zhì)彈簧一端固定在斜面頂端、另一端與A球相連，A、B間固定一個輕桿，B、C間由一輕質(zhì)細(xì)線連接傾角為的光滑斜面固定在地面上，彈簧、輕桿與細(xì)線均平行于斜面，初始系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)線被燒斷的瞬間，下列說法中正確的是( ) A. A球的受力情況未變，加速度為零 B. C球的加速度沿斜面向下，大小為g C. A、B之間桿的拉力大小為2mgsin D. A、B兩個小球的加速度均沿斜面向上，大小均為gsin 【答案】D 【跟蹤短訓(xùn)】1(多選)如圖所示，一木塊在光滑水平面上受一恒力F作用，前方固定一足夠長的彈簧，則當(dāng)木塊接觸彈簧后( ) A木塊立即做減速運(yùn)動B木塊在一段時間內(nèi)速度仍可增大C當(dāng)F等于彈簧彈力時，木塊速度最大D彈簧壓縮量最大時，木塊加速度為零【答案】 BC【解析】 木塊在光滑水平面上做勻加速運(yùn)動，與彈簧接觸后，當(dāng)FF彈時，隨彈簧形變量的增大，向左的彈力F彈逐漸增大，木塊做加速度減小的加速運(yùn)動；當(dāng)彈力和F相等時，木塊速度最大，之后木塊做減速運(yùn)動，彈簧壓縮量最大時，木塊加速度向左不為零，故選項(xiàng)B、C正確 2(多選)質(zhì)量均為m的A、B兩個小球之間系一個質(zhì)量不計的彈簧，放在光滑的臺面上A緊靠墻壁，如圖所示，今用恒力F將B球向左擠壓彈簧，達(dá)到平衡時，突然將力F撤去，此瞬間( ) AA球的加速度為 BA球的加速度為零CB球的加速度為 DB球的加速度為【答案】 BD【解析】 恒力F作用時，A和B都平衡，它們的合力都為零，且彈簧彈力為F.突然將力F撤去，對A來說水平方向依然受彈簧彈力和墻壁的彈力，二力平衡，所以A球的合力為零，加速度為零，A項(xiàng)錯，B項(xiàng)對而B球在水平方向只受水平向右的彈簧的彈力作用，加速度a，故C項(xiàng)錯，D項(xiàng)對3. 如圖所示，在動摩擦因數(shù)0.2的水平面上有一個質(zhì)量m1 kg的小球，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?fàn)顟B(tài)，且水平面對小球的彈力恰好為零。在剪斷輕繩的瞬間(g取10 m/s2)。下列說法中正確的是( ) A小球受力個數(shù)不變 B小球立即向左運(yùn)動，且a8 m/s2C小球立即向左運(yùn)動，且a10 m/s2D若剪斷的是彈簧，則剪斷瞬間小球加速度的大小a10 m/s2【答案】B 力方向向左，所以向左運(yùn)動，故B正確，C錯誤；剪斷彈簧的瞬間，輕繩對小球的拉力瞬間為零，此時小球所受的合力為零，則小球的加速度為零，故D錯誤。4. 如圖所示，A、B球的質(zhì)量相等，彈簧的質(zhì)量不計，傾角為的斜面光滑，系統(tǒng)靜止時，彈簧與細(xì)線均平行于斜面，在細(xì)線被燒斷的瞬間，下列說法正確的是( ) A兩個小球的瞬時加速度均沿斜面向下，大小均為gsin BB球的受力情況未變，瞬時加速度為零CA球的瞬時加速度沿斜面向下，大小為2gsin D彈簧有收縮的趨勢，B球的瞬時加速度向上，A球的瞬時加速度向下，A、B兩球瞬時加速度都不為零【答案】 BC【解析】 對A、B兩球在細(xì)線燒斷前、后的瞬間分別受力分析如圖所示 細(xì)線燒斷瞬間，彈簧還未形變，彈簧彈力與原來相等，B球受力平衡，mgsin kx0，即aB0，A球所受合力為mgsin kxmaA即：2mgsin maA，解得aA2gsin ，故A，D錯誤，B，C正確5. 如圖所示，將兩相同的木塊a、b置于粗糙的水平地面上，中間用一輕彈簧連接，兩側(cè)用細(xì)繩固定于墻壁。開始時a、b均靜止。彈簧處于伸長狀態(tài)，兩細(xì)繩均有拉力，a所受摩擦力Ffa0，b所受摩擦力Ffb=0，現(xiàn)將右側(cè)細(xì)繩剪斷，則剪斷瞬間 （ ） A .Ffa大小不變 B. Ffa方向改變C . Ffb仍然為零 D, Ffb方向向右【答案】AD 6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?fàn)顟B(tài)現(xiàn)將兩木板沿水平方向突然抽出，設(shè)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( ) Aa1a2a3a40Ba1a2a3a4gCa1a2g，a30，a4gDa1g，a2g，a30，a4g【答案】 C 7. 如圖所示，一質(zhì)量為m的物體系于長度分別為l1、l2的兩根細(xì)線上，l1的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為，l2水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)現(xiàn)將l2線剪斷，求剪斷瞬時物體的加速度 （1）下面是某同學(xué)對該題的一種解法：解：設(shè)l1線上拉力為T1，l2線上拉力為T2，物體重力為mg，物體在三力作用下保持平衡T1cosmg，T1sinT2，T2mgtan剪斷線的瞬間，T2突然消失，物體即在T2反方向獲得加速度因?yàn)閙g tanma，所以加速度ag tan，方向在T2反方向 你認(rèn)為這個結(jié)果正確嗎？請對該解法作出評價并說明理由（2）若將圖a中的細(xì)線l1改為長度相同、質(zhì)量不計的輕彈簧，如圖3-3-2b所示，其他條件不變，求解的步驟和結(jié)果與（l）完全相同，即 ag tan，你認(rèn)為這個結(jié)果正確嗎？請說明理由【答案】（1）不正確，a=gsin；（2）正確.【解析】（1）這個結(jié)果不正確.這個同學(xué)的錯誤主要是認(rèn)為剪斷線l2的瞬間，細(xì)線l1上的拉力不變，